Ультра-бюджетная Система Контроля За Температурой В Теплице
Содержание статьи:
Cистемы управления микроклиматом в теплицах
Создана система автоматизированного контроля и управления температурно-влажностным режимом теплицы, представляющая собой комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих достоверно измерять состояние климата в теплице и состояния окружающей среды и на основе этого управлять исполнительными механизмами теплицы.
Фирма "Фито", имея более чем 10 летний опыт работы с автоматическими системами полива и дозации удобрений, ведет разработки в области автоматического управления микроклиматом теплиц.
В настоящее время создана система автоматизированного контроля и управления температурно-влажностным режимом теплицы, представляющая собой комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих достоверно измерять состояние климата в теплице и состояния окружающей среды и на основе этого управлять исполнительными механизмами теплицы.
В 2003 году было введено в эксплуатацию более 30 установок управления микроклиматом, в том числе в таких крупных тепличных комбинатах России, как "Майский" (г. Казань), "Тепличное" (г. Саранск), "Горьковский" (г. Нижний Новгород).
Система автоматизированного управления микроклиматом предназначена для задания суточного цикла микроклимата в теплице, контроля климата в теплице и слежения за внешним климатом, анализа полученных данных и расчета управляющих воздействий на исполнительные механизмы для поддержания в теплице заданного микроклимата.
Разработанные алгоритмы работы системы позволяют согласованно управлять:
2 контурами нижнего обогрева; 2 контурами верхнего обогрева; контуром зонального или торцевого обогрева; контуром подпочвенного обогрева; контуром подлоткового обогрева; вентиляционными форточками с южной и северной стороны теплицы; подкормкой CO2; системой зашторивания; вентиляторами для принудительной циркуляции воздуха.
Аппаратная часть системы состоит из блока управления (контроллера микроклимата), комплекса датчиков для сбора сведений о теплице, блока ручного управления и релейной коммутации. Сбор данных и основное управление микроклиматом осуществляет контроллер, но для наиболее удобного просмотра и задания параметров микроклимата, а также для внесения корректировок в управление, фирмой разработан программный комплекс для мониторинга системы с персонального компьютера.
Для сбора данных о параметрах тепличного климата устанавливается комплекс датчиков, позволяющий оперативно следить за отклонениями от заданного микроклимата для своевременного корректирующего воздействия. Системой предусмотрено подключение до 32 различных датчиков внутри теплицы. Универсальные входы позволяют подключить датчики с различными выходными сигналами. В стандартном исполнении поставляются следующий набор датчиков, которые используется для расчета управляющих воздействий: температура и влажность воздуха в центре теплицы; концентрация СО2; температура остекления; температура листа растения; температура почвы; температура воздуха в верхней точке теплицы; температура воздуха по периметру теплицы; температура теплоносителя во всех контурах обогрева.
Видео по теме: ОТОПЛЕНИЕ ЗИМНЕЙ ТЕПЛИЦЫ. Тайны идеальной системы. #1
Для полноценного поддержания микроклимата теплицы необходима информация и об окружающей среде. Для этого используется метеостанция, которая позволяет снимать наиболее важные показатели внешней среды: температура и влажность внешнего воздуха; интенсивность солнечной радиации; скорость и направление ветра. Все данные, получаемые с метеостанции, учитываются при расчете управляющих воздействий, что позволяет при изменении состояния внешней среды своевременно скомпенсировать это воздействие.
Для передачи управляющих сигналов на исполнительные механизмы используется отдельный блок релейной коммутации. В этом блоке также смонтирован пульт ручного управления исполнительными механизмами. Пульт ручного управления позволяет выбирать либо автоматическое, либо ручное управление отдельными механизмами.
Посмотрите видео: Это ЛУЧШЕ ЧЕМ ТЕПЛИЦА ИЗ ПОЛИКАРБОНАТА! ПРОВЕРЕНО ! Посадка в теплицу.
К контроллеру подключается удаленный персональный компьютер (ПК). Специальная программа, устанавливаемая на ПК, позволяет графически отображать динамику изменения всех измеренных и заданных параметров микроклимата, показаний датчиков, рассчитанных управляющих воздействий. Ежеминутно из контроллера передается 120 измеренных и расчетных величин, любую из которых можно наблюдать в графической форме. Кроме того, в программе предусмотрен анализ состояния управления и выработка голосовых сообщений при аварийных ситуациях. Это позволяет своевременно извещать оператора о принятии мер по диагностике системы. Также программа в табличной и графической форме позволяет задавать корректирующие коэффициенты и программу микроклимата на сутки и пересылать эти данные в контроллер для исполнения. При изменении пользователем параметров, влияющих на управление, программа контролирует их на допустимость и не позволяет передать в контроллер ошибочные данные. ПК может автоматически вносить изменения в алгоритмы работы системы, что позволяет улучшить качество управления.
Программирование и расчет микроклимата:
Алгоритмы управления системой обогрева:
После расчета требуемого задания и анализа данных с датчиков контроллер по заложенным в него алгоритмам воздействует на микроклимат теплицы с помощью включения исполнительных механизмов. Для управления обогревом теплицы используется доминирующе-подчиненное или 2-х каскадное управление. Доминирующим является этап, на котором происходит вычисление температуры теплоносителя, учитывающие время реакции теплицы, параметры внутреннего и внешнего климата. Подчиненным же является этап автоматического поддержания рассчитанной температуры теплоносителя, на котором корректируется положение смесительного клапана, так чтобы измеряемая температура в контуре сравнялась с рассчитанной.
Вычисление температуры теплоносителя производится не только по степени рассогласования расчетного и измеренного климата теплицы, но и с учетом последующего влияния быстроизменяющихся факторов, таких как солнце, внешняя температура, ветер, осадки, что позволяет предсказывать изменение температуры в теплице и вовремя противодействовать этим изменениям.
Видео по теме: Зимняя теплица. Температура . Влажность. Клубника
1) При повышении мощности солнечного излучения, можно предсказать, что температура в теплице будет расти, поэтому при увеличении мощности солнечного излучения тут же производится рассчитанное понижение температуры теплоносителя.
2) При понижении внешней температуры воздуха, с учетом скорости ветра и степени открытия фрамуг, производится рассчитанное повышение теплоносителя в контурах обогрева.
3) При включении досвечивания сразу понижается температура теплоносителя на заданную величину, а при выключении температура теплоносителя повышается
На основании анализа полученных данных, контроллер прежде всего вычисляет температуру теплоносителя для нижнего контура, который является основным контуром обогрева. Далее на основании уже полученной расчетной температуры теплоносителя первого контура и заданных режимов работы идет расчет для остальных контуров обогрева. В зависимости от назначения для каждого контура обогрева в теплице может быть установлен контрольный датчик, который будет корректировать рассчитанную температуру теплоносителя для выравнивания теплового поля. Таким образом, в данной системе обогрева управление контурами взаимозависимо, что не позволяет прийти к ситуации, в которой нагрев одного контура компенсируется охлаждением другого, что приводит к нестабильному управлению. Для каждого из контуров возможна установка минимальной температуры теплоносителя. Если минимум не установлен, то при избытке тепла, системой предусмотрено автоматическое отключение циркуляционных насосов. Помимо этого контроллер позволяет ограничить максимальные температуры теплоносителя индивидуально для каждого контура, что предотвращает иссушение почвы и ожоги растений.
Микрокомпьютер позволяет изменять 40 коэффициентов, которые служат для настройки системы под конструктивные особенности теплицы, а также под особенности климата в данном регионе. Универсальность данной системы предполагает качественную работу как в теплицах с разделенными контурами обогрева, так и в теплицах с одним обогревающим контуром.
Посмотрите видео: Дистанционный мониторинг температуры и влажности в теплице.
Алгоритмы управления вентиляцией:
Видео по теме: Автоматизация для гроубокса или теплицы, контроль света, влажности, температуры и полива.
Механизмы форточной вентиляции используются как для поддержания теплового, так и влажностного режима в теплице. Как и для системы обогрева, так и для системы вентиляции качество работы алгоритма можно корректировать с помощью 30 коэффициентов. На многих комбинатах России установлены ненадежные приводы форточной вентиляции. В таких теплицах нежелательно частое открытие форточек или изменение положения форточек на малую величину. Чтобы снизить риск возникновения аварийных ситуаций в алгоритме управления используется ряд коэффициентов, позволяющих планировать частоту срабатывания привода фрамуг.
Кроме того, в системе предусмотрена защита фрамуг и растений от сильного ветра, низкой внешней температуры и осадков. Для управления влажностью в контроллере предусмотрен алгоритм синхронизации работы систем вентиляции и обогрева, для минимизации теплопотерь.
Алгоритмы управления системой зашторивания:
Для улучшения управления микроклиматом в теплице иногда устанавливают защитные экраны. Контроллер с помощью 17 коэффициентов позволяет задавать различные режимы работы экрана:
1) "затеняющий" - уменьшает количество солнечной радиации поступающей в теплицу и снижает опасность перегревов растений;
2) "термический" - снижает потери тепла;
3) "затемняющий" - изменяет продолжительность фото периода. Также в процессе эксплуатации возможно задавать комбинированные виды работ экрана.
Смотреть видео: Температура воздуха проветривание , устранение причины осыпания огурца №2
Заключение:
Опыт эксплуатации автоматизированной системы управления микроклимата в теплицах показал эффективность заложенных принципов управления. В настоящее время ведутся работы по их совершенствованию и более широкому использованию автоматической самонастройки в процессе эксплуатации.
Как предотвратить засушливый воздух и регулировать влажность в теплице
Добрый день, мой читатель. Агрокультуры, растущие в теплице, могут увядать из-за недостаточного количества воздуха или высоких температур. Чтобы растения не пострадали от перегрева, важно контролировать и поддерживать на определенном уровне влажность и температуру воздуха.
Ставьте пожалуйста лайки и подписывайтесь на канал " О Фазенде ". Это позволит нам публиковать больше интересных огородных статей
Необходимая температура и влажность воздуха для различных культур
В зависимости от агрокультуры, созданный микроклимат в теплице должен быть следующим:
- Температура воздуха для огурцов, растущих в теплице, днем должна составлять не более 28 градусов. Температура почвы — от 22 до 24 градусов тепла. Оптимальная ночная температура составляет от 18 до 21 градуса. При влажности 75-85 %.
- Для томатов наиболее подходящей температурой днем будет от 20 до 24 градусов тепла. Ночью — 18 градусов. Рекомендуемая температура почвы от 20 до 22 градусов. При влажности 60-70 %.
- При выращивании болгарского перца в теплице необходимо поддерживать дневную температуру на уровне от 25 до 28 градусов тепла. Ночью — от 20 до 23 градусов. Температура почвы должна составлять 20-22 градуса. При влажности 66-75 %.
- Баклажаны следует выращивать при температуре воздуха днем — 25-28 градусов тепла. Ночью — около 20 градусов. Температура почвы от 20 до 22 градусов. При влажности 50-60 %.
Основываясь на этих данных, становится понятно, что не все агрокультуры возможно выращивать в одной теплице сразу из-за различий в необходимых показателях влажности и температуры воздуха.
Смотреть видео: ПОМИДОРЫ - ОТ ПОСЕВА ДО УБОРКИ В ОДНОМ ВИДЕО! Как вырастить отличные помидоры?
Способы снижения температуры
Для того чтобы уменьшить температуру в теплице, утром рекомендуется открывать окна и двери для проветривания. Однако при отсутствии ветра такой способ не всегда принесет ожидаемые результаты, поэтому можно прибегнуть и к другим действенным мерам.
Окрасить теплицу
Одним из таких способов является окрашивание конструкции теплицы с помощью специального раствора: глина, мел и известь наносятся на внутренние стенки. За счет таких действий в теплицу попадает минимум солнца, соответственно воздух в помещении меньше нагревается. Важно учитывать, что окрасить стены необходимо заранее, до того как будет произведена посадка растений. Данный способ подходит только для теплиц, изготовленных из поликарбоната.
Видео по теме: От конденсата в теплице быстренько натягиваем агроволокно.
Накрыть теплицу специальным материалом
Еще одним из эффективных способов является укрытие парника с помощью специального материала — белого или цветного спанбонда или светоотражающей защитной сетки, которая легко устанавливается на теплицу за счет креплений. Накрывать теплицу лучше сверху или с юго-востока, в зависимости от ее расположения.
Использовать растения для создания тени
Рядом с теплицей можно посадить густые растения: кустарники или лианы. Они частично заберут на себя солнечные лучи и затенят теплицу. При желании, можно разместить их и внутри конструкции. Однако стоит понимать, что в пасмурные или дождливые дни они поглотят весь свет.
Использованные источники: zen.yandex.ruСистемы микроклимата в теплицах нового поколения
Для чего нужно поддерживать температуру и влажность?
Мы всегда будем в курсе, если нашим растениями некомфортно, и можем позвонить соседу, чтобы он проверил все ли в порядке с теплицей. В ночное время вещества из листьев уходят к плодам. Управление нагревом происходит через контроллер, который постоянно считывает данные с датчика температуры, который должен находится в грунте. Поетому в автоматике для теплиц должна быть предусмотрена возможность менять условия или выбирать уже заложенные программы для разных культур на стадий роста. Для начала мы будем использоваться масляный термопривод, цену не знаю, так как специализированный стоит от рублей, но можно сделать самому из старого амортизатора автомобильного и дополнительной емкости для лучшего расширения.
Поетому датчики влажности можно использовать совместно с датчиком потока воды счетчиком воды. Полив включается с помощью реле по сигналу от датчика или по времени. Специальная программа, устанавливаемая на ПК, позволяет графически отображать динамику изменения всех измеренных и заданных параметров микроклимата, показаний датчиков, рассчитанных управляющих воздействий. Проветривание Поддерживать оптимальную температуру можно несколькими способами.
Но автополив должен регулироваться несколькими датчиками, так как грядки обычно длинные, и датчик не сможет показать точные данные для всей площади. Однако кислотность рН и концентрация этого раствора, а также объем и число поливов должны варьироваться, в зависимости от культуры. Температура воздуха Если в теплице будет расти помидоры и огурцы, то параметры окружающей среды для этих культур схожи. Надо замерить количество потребляемой воды в сутки и задать этот параметр. Также в процессе эксплуатации возможно задавать комбинированные виды работ экрана. В магазинах продаются линейные актуаторы, которыми можно открывать и закрыть форточки по заданным условиям.
Видео по теме: Это ЛУЧШЕ ЧЕМ ТЕПЛИЦА ИЗ ПОЛИКАРБОНАТА! ПРОВЕРЕНО ! Посадка в теплицу.
Рейтинг топ-4 по версии КП
ПК может автоматически вносить изменения в алгоритмы работы системы, что позволяет улучшить качество управления. Алкоголь Cистемы управления микроклиматом в теплицах Создана система автоматизированного контроля и управления температурно-влажностным режимом теплицы, представляющая собой комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих достоверно измерять состояние климата в теплице и состояния окружающей среды и на основе этого управлять исполнительными механизмами теплицы. Сбор данных и основное управление микроклиматом осуществляет контроллер, но для наиболее удобного просмотра и задания параметров микроклимата, а также для внесения корректировок в управление, фирмой разработан программный комплекс для мониторинга системы с персонального компьютера. При изменении пользователем параметров, влияющих на управление, программа контролирует их на допустимость и не позволяет передать в контроллер ошибочные данные. Универсальность данной системы предполагает качественную работу как в теплицах с разделенными контурами обогрева, так и в теплицах с одним обогревающим контуром. В настоящее время создана система автоматизированного контроля и управления температурно-влажностным режимом теплицы, представляющая собой комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих достоверно измерять состояние климата в теплице и состояния окружающей среды и на основе этого управлять исполнительными механизмами теплицы. Это может быть медь, но и она окисляется ос временем, но это уже хорошо, так как можно раз в год чистить контакты и опять использовать.
Параметры окружающей среды Параметры окружающей среды считываются в теплице с помощью датчиков температуры и влажности. Автоматическая теплица с проветриванием и поливом Автоматическая теплица с проветриванием и поливом Идея автоматизации теплиц возникает у всех дачников. Программирование на ардуино не сложное, в интернете много примеров. На многих комбинатах России установлены ненадежные приводы форточной вентиляции.
При изменении пользователем параметров, влияющих на управление, программа контролирует их на допустимость и не позволяет передать в контроллер ошибочные данные. Если использовать этот датчик, то в конце концов придет момент, когда вы зайдете в теплицу а у вас там бассейн, все залито а ваши растения вероятно всего погибнут. Для этого используется метеостанция, которая позволяет снимать наиболее важные показатели внешней среды: температура и влажность внешнего воздуха; интенсивность солнечной радиации; скорость и направление ветра. Чтобы нагревательный элемент не вышел из строя от частого включения и отключения, лучше использовать специальные диммеры, которые будут постепенно подавать нагрузку на нагреватель.
Как и для системы обогрева, так и для системы вентиляции качество работы алгоритма можно корректировать с помощью 30 коэффициентов. По таймеру можно много что сделать, а если еще использовать календарь, то можно увеличивать или уменьшать интервал освещенности в зависимости от требований у растений разных культур Доступ к теплице через интернет Если не хотите ограничивать себя только офлайн версией автоматической теплицы, можно купить за 10 баксов на том же алиекспресс специальный сетевой шилд, чтобы можно было управлять теплицей через интернет. Но ультразвуковые увлажнители это эконом вариант, лучше конечно использовать насос высокого давления и сппециальные распыляющие форсунки. Эти данные можно использовать для проветривания.
Посмотрите видео: Солнечный вегетарий. Гравийный аккумулятор тепла
Как регулировать?
Это занятие можно назвать конструктором для взрослых, весело и полезно. В интернете можно найти много примеров, которые надо будет просто подстроить под свои задачи и поменять цифры.
Визуально определить недостаток или избыток того или иного элемента не всегда возможно, в первую очередь, потому, что дефицит некоторых элементов вызывает одинаковую реакцию. Часто поражение паутинным клещом вызывает ту же картину, что и недостаток кальция в субстрате замедление роста, скручивание листьев и их опадание. Универсальность данной системы предполагает качественную работу как в теплицах с разделенными контурами обогрева, так и в теплицах с одним обогревающим контуром. Надо замерить количество потребляемой воды в сутки и задать этот параметр. Сбор данных и основное управление микроклиматом осуществляет контроллер, но для наиболее удобного просмотра и задания параметров микроклимата, а также для внесения корректировок в управление, фирмой разработан программный комплекс для мониторинга системы с персонального компьютера. Гидроцилиндр для теплицы Что же касается проветривания, то автономные масляные цилиндры будут работать даже без электричества. Системой предусмотрено подключение до 32 различных датчиков внутри теплицы.
И мало того, параметр влажности воздуха меняется в зависимости от стадии роста, цветения и плодоношения. Я пока не пробовал, но вот хоче сделать для теста такой датчик. Чтобы нагревательный элемент не вышел из строя от частого включения и отключения, лучше использовать специальные диммеры, которые будут постепенно подавать нагрузку на нагреватель. При понижении температуры закрывается без какой либо автоматики. Алгоритмы управления системой зашторивания: Для улучшения управления микроклиматом в теплице иногда устанавливают защитные экраны.
Автополив Датчик влажности нужен для своевременного полива, если земля будет подсыхать. И мало того, параметр влажности воздуха меняется в зависимости от стадии роста, цветения и плодоношения. ПК может автоматически вносить изменения в алгоритмы работы системы, что позволяет улучшить качество управления. Если температуру увеличить то плод будет активнее наливаться. Суть их работы простая, при повышении температуры воздуха гидравлическое масло расширяется и толкает шток, тем самым форточка открывается. Начну наверное с главного - как происходит рост и созревание разных культур и какие параметры окружающей среды надо в эти периоды поддерживать.
Измерительные приборы: контроль и эффективность
Плужная подошва и сидераты
Для проветривания используются "актуаторы", которые открывают форточки при повышении температуры. Это может быть медь, но и она окисляется ос временем, но это уже хорошо, так как можно раз в год чистить контакты и опять использовать. Параметры окружающей среды Параметры окружающей среды считываются в теплице с помощью датчиков температуры и влажности. В сочетании с датчиком ветра , датчик атмосферного давления и датчик температуры можно расширить возможности своей теплицы.
Программирование и расчет микроклимата: Программное обеспечение системы позволяет в наглядной форме планировать динамику микроклимата в течение суток, согласно агротехническим требованиям. Для проветривания используются "актуаторы", которые открывают форточки при повышении температуры. Емкость для полива должна находиться на высоте и полив лучше делать "самотеком" просто открывая или закрывая электроклапан. Помимо этого контроллер позволяет ограничить максимальные температуры теплоносителя индивидуально для каждого контура, что предотвращает иссушение почвы и ожоги растений. Визуально определить недостаток или избыток того или иного элемента не всегда возможно, в первую очередь, потому, что дефицит некоторых элементов вызывает одинаковую реакцию.
Управление нагревом происходит через контроллер, который постоянно считывает данные с датчика температуры, который должен находится в грунте. Такой принцип работы полива будет уместен в местах, где часто отключают электричество на длительное время. Для этого используется алгоритм автоматической коррекции задания по влажности. Влажность почвы и полив Еще важный параметр для теплиц - влажность почвы. Первое время надо будет подгонять параметры и почти вручную все настроить, и отлаживать в процессе, поэтому придется постоянно мониторить и подстраивать.
Посмотрите видео: ОТОПЛЕНИЕ ЗИМНЕЙ ТЕПЛИЦЫ. Тайны идеальной системы. #1
Температурные требования растений
И мало того, параметр влажности воздуха меняется в зависимости от стадии роста, цветения и плодоношения. После появления всходов полив проводят по мере необходимости. Гидроцилиндр для теплицы Что же касается проветривания, то автономные масляные цилиндры будут работать даже без электричества. Данные коэффициенты позволяют подстроить алгоритмы коррекции задания под особенности конкретной теплицы и под рекомендации технологов. Таким образом, в данной системе обогрева управление контурами взаимозависимо, что не позволяет прийти к ситуации, в которой нагрев одного контура компенсируется охлаждением другого, что приводит к нестабильному управлению.
Если минимум не установлен, то при избытке тепла, системой предусмотрено автоматическое отключение циркуляционных насосов. Если это южная часть России, то можно сосредоточится на автоматическом понижении температуры, а если северная часть России то придется позаботится еще и о нагревателях. При приготовлении питательных растворов очень удобно использовать полностью растворимые комплексные удобрения. Вообщем идея такая, при повышении температуры в теплице, масло в цилиндре термопривода расширяется и толкает поршень, который связан с форточкой, тем самым открывает. В течение суток вышеперечисленные параметры могут по программе автоматически изменяться до 30 раз.
Видео по теме: НИКОГО НЕ СЛУШАЙТЕ ПО ПОВОДУ ТОГО КАК ПРАВИЛЬНО РАСПОЛОЖИТЬ ТЕПЛИЦЫ И ГРЯДКИ НА УЧАСТКЕ!
Какой должна быть температура в теплице?
И мало того, параметр влажности воздуха меняется в зависимости от стадии роста, цветения и плодоношения. Китайские датчики влажности из печатных плат могут показывать точные данные не больше месяца, после чего металлическая поверхность контактов расзрушается и окисляется. Для поддержания нужной температуры в теплице надо учесть сезонные колебания температуры в той местности, где находится теплица. Но зато потом, когда все будет отлажено, можно будет не беспокоится за микроклимат в теплице, и просто собирать свежие овощи и ягоды с грядок. Очень часто получается так, что в почве имеется дефицит одних элементов и избыток других. Для полного контроля, можно разделить на секции с клапанами, чтобы не переливались или недоливались в разноудаленных местах, а на каждую секцию использовать свой датчик влажности.
Алгоритмы управления системой обогрева: После расчета требуемого задания и анализа данных с датчиков контроллер по заложенным в него алгоритмам воздействует на микроклимат теплицы с помощью включения исполнительных механизмов. Архитектура системы: Аппаратная часть системы состоит из блока управления контроллера микроклимата , комплекса датчиков для сбора сведений о теплице, блока ручного управления и релейной коммутации. При низких температурах поливной воды и субстрата, а также переувлажнении субстрата появляется угроза возникновения различных корневых гнилей, соответственно, корневая система растений развивается плохо.