Умная теплица на базе arduino из подручного материала с регулятором температуры. Как сделать умную теплицу

Конструкции типа шкафа популярны на садовых участках, где все делается своими руками. Для этих конструкций можно использовать любой материал покрытия, включая стекло, поликарбонат и полиэтиленовую пленку. Действительно, поликарбонат необходимо разрезать на куски или конструкции, во много раз превышающие его размеры.

Умная теплица: как построить и какой автоматикой оборудовать

Чтобы вырастить хороший урожай в нашем климате, нужно работать. И вы не сможете сделать это без теплицы. Вегетационный период в большинстве регионов России очень короткий. Но даже в теплице растения требуют особого внимания. Чтобы собрать урожай как можно быстрее и как можно дольше, им нужен постоянный полив, обогрев и вентиляция — погоду здесь определяете вы. Без вас тепличные растения могут быстро засохнуть или сгореть. Но как избежать заложничества, если вы не живете в собственном доме и не можете следить за происходящим? Но вы не можете отказаться от того, с чего начали, и уже имеете в виду урожай … Вам просто нужно построить умную теплицу, и это не так сложно, как вы думаете.

Если вы думаете, что покупка умной теплицы — это привилегия крупных фермерских хозяйств или садоводов-любителей с большими деньгами, не заблуждайтесь.

Конечно, вы можете построить структуру, которая стоит много нулей, если захотите. Но есть и недорогое оборудование, подходящее для дачных и деревенских вариантов. Главное, чтобы он выполнял свою основную функцию — своевременный полив и проветривание. Он также может продлить период посадки или создать круглогодичную теплицу, если цветники правильно изолированы.

Автономная умная теплица

Все умные теплицы можно разделить на автономные и энергозависимые типы. Первый тип работает на солнечной или тепловой энергии. Приятный оттенок — это наименьшие затраты во время эксплуатации. Однако они не лишены недостатков. Сама система довольно неактивна, поэтому растения могут пострадать, если, например, произойдут резкие колебания температуры.

Организация проветривания

Теплицы должны иметь форточки для вентиляции. Рекомендуется размещать их над землей. Это важно для обеспечения правильной работы системы вентиляции и создания нужного микроклимата в теплице.

Вентиляция теплицы создает приятный микроклимат для растений.

Существует несколько вариантов независимых систем открывания жалюзи и дверей.

Сами устройства можно приобрести в готовом виде и установить в теплице самостоятельно. Система работает очень просто. Жидкость в механизме расширяется при нагревании, выталкивая плунжер вверх. Открывается окно. При охлаждении плунжер возвращается в исходное положение, и вентиляция прекращается.

Биметаллические системыВ этом случае отверстие является результатом взаимодействия металлов с различными коэффициентами теплового расширения. При нагревании пластина изгибается и толкает затвор вверх. При охлаждении они возвращаются в исходное состояние.

Автономный механизм вентиляции теплицы

При выборе конкретного устройства внимательно прочитайте инструкцию по эксплуатации. Модели рассчитаны на разные температуры активации. Некоторые из них можно настраивать, но эта функция доступна не во всех вариантах.

Об опыте установки и использования таких систем вы можете прочитать в статье Концентрат нам не брат. Аудиты для автоматической вентиляции.

Автономный полив

Имеются специальные комплекты для спринклерного или капельного орошения. Некоторые из них работают от воздушных аккумуляторов. Это не всегда удобно, особенно если вам приходится надолго оставлять свой сад без присмотра. Однако к этим устройствам можно добавить датчики влажности. Это означает, что полив осуществляется не по времени, а в соответствии с указаниями датчика. Если влажность в теплице низкая, автоматически включается орошение.

Проводка для автоматического полива теплиц

Система может быть подключена как к резервуару с водой, так и к сети. Энергонезависимые устройства можно использовать в отдельно стоящих теплицах, но при этом необходимо установить солнечные батареи или другие альтернативные источники энергии.

Как и чем обогреть

Вентиляция и полив в отдельно стоящей теплице — простые процессы, в то время как обогрев — более сложный. Все виды отопления требуют электричества или периодического вмешательства человека. Это относится, например, к дровяным котлам.

С такой системой отопления нужно заботиться о теплице!

Существует вариант воздушного отопления от газовых нагревателей, установка которых описана в статье «Как построить автономную зимнюю теплицу». Вентиляция и отопление.

Энергозависимая умная теплица

Все системы «жизнеобеспечения» (орошение, вентиляция, отопление и освещение) в такой теплице зависят от электропитания. Как правило, это электричество. Система встроенных датчиков быстро реагирует на изменения погоды и оценивает микроклимат всей теплицы, а не отдельных показателей. Это позволяет регулировать освещение, полив и т.д. В соответствии с вашими пожеланиями.

Умными теплицами можно управлять с помощью обычного смартфона.

Однако эти системы имеют некоторые особенности. Наиболее очевидными являются зависимость от электроэнергии и высокая стоимость оборудования. По этой причине они редко встречаются на дачных участках. Однако если речь идет о круглогодичных теплицах, эти системы могут быть очень полезны.

Досвечивание в круглогодичной теплице

В зимний период и в межсезонье растения имеют очень мало естественного света. По этой причине теплица должна быть оборудована дополнительным освещением. Для этого используются лампы для растений со специальным спектром света. Обычных ламп накаливания недостаточно. Растения просто не смогут нормально расти.

Умные теплицы включают лампы, как только наступают сумерки, а затем выключают их, позволяя растениям отдыхать ночью в темноте.

Осень и зима невозможны без луковиц.

Зимний полив

Даже когда температура снаружи теплицы значительно ниже нуля, она должна быть расположена так, чтобы растения получали достаточное количество горячей воды. Главная задача здесь — организовать прокладку труб, по которым вода подается к ирригационным трубам. Обычно бак для воды устанавливается в теплой пристройке или в самой теплице. В остальном зимний полив не отличается от обычного. Он активируется либо датчиками, либо заранее заданными функциями.

Вентиляция

Растениям необходим свежий воздух в любое время года. Это также важно для формирования микроклимата в помещении. В зимних теплицах можно использовать как принудительную, так и естественную вентиляцию. В первом случае перед началом строительства необходимо продумать его расположение. В последнем случае достаточно правильно расположить приточные и вытяжные вентиляционные отверстия. Обе вентиляционные системы подключены к автоматике и могут работать в соответствии с предписанными функциями или указаниями датчиков.

Важно правильно распределить потоки воздуха в теплице, чтобы растения чувствовали себя комфортно.

Обогрев в морозы

Зимняя теплица не может работать без отопления. Это самый высокий фактор затрат на его содержание. Например, для этой цели можно использовать инфракрасные нагреватели. Они устанавливаются над кроватями и не требуют сложной системы подключения. Однако это оборудование может не справиться с сильными морозами. По этой причине для теплиц часто выбирают водяное или формовое отопление или электрическое отопление. И здесь важно, чтобы грядки были хорошо изолированы. В противном случае производительность не увеличится, но увеличится счет за электроэнергию.

Как предотвратить потери тепла через грунт

Предотвратить потери тепла в посевах круглый год очень просто. Система такая же, как и в обычной теплице, а самой надежной изоляцией является все тот же ПЕНОПЛЭКС ФУНТМЕНТ®. Помимо высокой теплоизоляционной способности, она неизменна при высоких температурах. При нагревании до +75°C вы можете быть уверены, что никакие вредные вещества не попадут в землю. Ни одно из этих свойств, а также эффективность и безопасность не теряются при теплоизоляции из подручных материалов, таких как бумага или пластиковые бутылки.

По мере развития науки и техники готовые проекты «умных» теплиц быстро устаревают. Поэтому, выбирая автоматизацию для искусственного выращивания фруктов и овощей, необходимо полагаться на новейшие технологии и оборудование.

Техническая структура теплицы

Материалы — картон, прозрачные и непрозрачные пластики, пищевая пленка, удобрения.

Электронная начинка — Arduino UNO, двигатель непрерывного действия (водяной насос), светодиод, 2-канальный блок реле, керамический нагреватель, холодильник, блок питания 12 В и 60 Вт, датчик влажности почвы, датчик температуры и влажности.

Как показало время, выбранные материалы оправдали все идеи. В качестве контейнера для выращивания использовалась коробка из-под обуви (мужская коробка для обуви). Коробки были покрыты изнутри акриловой краской, которая часто используется в декоративных целях. После того, как краска высохла, каждая коробка была покрыта изнутри и снаружи пищевой мембраной. Коробки прикручиваются к фанере. Это соединительная опора для двух коробок. Для прочности конструкции фасад оранжереи был покрыт пластиковыми футлярами от компакт-дисков (огромное количество ненужного программного обеспечения, музыки и фильмов). Два вида клея — клей Момент Кристалл используется для фиксации банок — термо для стыковки пластика.

Чтобы все погодные огни были в порядке, была сооружена рамка, в которую поместили светодиоды (желательно ультрафиолетовые) — расстояние между ними не должно превышать 5 см при высоте не менее 25 см. Каркасы сделаны из пластиковых рожков, в изобилии продающихся в строительных магазинах.

В связи с этим устанавливаются пластиковые трубки диаметром 1,5 см (дети принесли со стройки). В ней на одной стороне трубки открывают множество отверстий (диаметром до 3 мм), расстояние между которыми составляет Не менее 3 см.

Поскольку растениям необходим ультрафиолет и даже очень естественное освещение, было решено построить прозрачные стены. Использовался пластик из того же кармана для компакт-дисков, так как стекло поглощает ультрафиолетовое излучение.

Поскольку растения могут быть разной высоты, было решено сделать одну сторону более высоким ящиком. Крышка была сделана из пластиковой коробки, чтобы ее можно было открыть.

Для сварки использовался тот же клей, что и выше. Для прочности к концам были прикреплены деревянные рейки, купленные в строительном магазине.

Стык между крышкой и стеной был покрыт теплоизоляцией — это было немного грязно, но я не хотел мешать творчеству детей — это была их собственная работа, и они должны были получить личный опыт в процессе проектирования.

Теперь настало время разработать электронику в теплице.

Задачи

Проектирование структуры умной теплицы

Разработка программного обеспечения для ручного управления и автономной работы проекта для достижения поставленных целей.

Электрический проект «Умная теплица» — автономный и автоматический контроль влажности почвы и воздуха, температуры воздуха в теплице, автоматическая подача воды и подогрев воздуха с комфортными установками для растений, автоматическое освещение.

Разработка моделей природных условий для выращивания всех видов растений, с возможностью применения моделей для любого человека.

Возможности модели

Автоматический контроль молний.

Автоматический контроль полива.

Автоматическое регулирование температуры и влажности воздуха и почвы.

Датчик влажности почвы и датчик температуры и влажности воздуха отслеживают показания каждую секунду. Эти показания обрабатываются платой Arduino UNO и выдаются команды в соответствии с загруженной в нее программой.

Эта программа содержит два условия и бесконечный цикл. Если температура ниже 20 градусов Цельсия, керамические нагреватели и холодильники заказываются через электромагнитные реле. В синагоге происходит равномерное нагревание воздуха, и когда воздух достигает 21°C, нагреватель отключается через реле.

Если влажность почвы выше указанного значения, также заказывается реле. Насос будет поливать растения и поддерживать их во влажном состоянии, пока почва не опустится до нужного значения.

В проекте предусмотрен керамический нагреватель — в него вкручены радиаторы охлаждения, чтобы нагретый воздух быстрее циркулировал. Идея заключается в том, что для большинства растений, за исключением тропических видов, в помещении в этом нет необходимости.

Видео показывает теплицу в действии

Пока что теплица служит своей цели и хорошо подходит для выращивания неудачных растений. Сейчас я модернизирую его управление и улучшаю качество теплицы.

Все дорожает, и фрукты и овощи тоже. Выращенные помидоры, огурцы и сладкий горошек намного вкуснее, чем купленные в магазине. Они обладают очень богатым вкусом. Попробуйте, вы не пожалеете.

Для правильной вентиляции общая поверхность дыхательных путей должна составлять одну шестую часть поверхности пола, но это число зависит в основном от типа помещения.

Умная теплица своими руками: пошаговая инструкция

Сначала определите место строительства, учитывая дневной свет, ландшафт, расположение грунтовых вод и дуновения ветра.

Не располагайте теплицу в наиболее благоприятном положении по отношению к сторонам света!

Вторая идея заключается в выборе материалов с учетом предполагаемого использования теплицы. Например, поликарбоната с сотовым слоем 8 мМ достаточно для покрытия теплицы, предназначенной для использования с весны до осени. Если вы планируете выращивать зимой, рекомендуется увеличить толщину до 16 мм, при условии, что ее можно хорошо уплотнить.

Фундамент из теплоизоляции поможет сохранить тепло.

Для интеграции «интеллекта» в строительство следует установить автоматическую вентиляцию, автоматический полив и наземное и воздушное отопление.

1 этап. Автоматический обогрев почвы и воздуха

Существует два технических варианта обогрева теплицы

• В первый с использованием электроэнергии входят подключение теплового пола, конвекторов и инфракрасных обогревателей.

• Второй основан на подключении водяного отопления с обязательным контролем работы котла вручную.

Воздушное отопление

Для воздушного отопления предпочтительным вариантом являются электрические нагреватели. Рекомендуется помещать их в рамы с электрическими цепями и датчиками, которые срабатывают при понижении температуры.

Подогрев почвы

Нагрев почвы может быть достигнут тремя способами:.

Физические — использование солнечного света

Биологический — за счет энергии, выделяемой при разложении биоматериала — недостатком является невозможность проверки температуры.

Техники, включающие нагрев почвы путем нагрева:.

Обзоры готовых проектов умных теплиц + цены и фото

Примеры наиболее распространенных сборных моделей приведены 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	.