Автоматика для теплиц: 4 способа автоматизации процессов

Автоматика для теплиц: 4 способа автоматизации процессов

Выращивание культур в условиях защищенного грунта предполагает организацию определенного микроклимата внутри помещения. Иначе парник становится не только мало полезным, но и может нанести непоправимый вред рассаде. Обеспечить растениям необходимые условия можно и своими силами. Но, более удобной и действенной будет автоматизация процессов, влияющих на климат внутри парника. Как можно автоматизировать теплицу при помощи готовых и самодельных устройств – читайте в статье.

Типы автоматизированных систем для теплиц

Структура системы автоматизированного управления микроклиматом теплиц.

Структура системы автоматизированного управления микроклиматом теплиц.

Автоматизация парника сегодня может быть выполнена при помощи систем различного типа, что может зависеть от различных факторов, начиная от наличия и возможности подключения электросети, размеров самой теплицы, условий, требуемых для выращивания сельскохозяйственных культур.

Электрические автоматизированные системы для теплиц, устанавливаемые своими руками, являются самыми распространенными. Все датчики и механизмы, блоки управления при этом подключаются к электрической сети.

Отопление, подогрев воды, принудительная вентиляция, дополнительное освещение, полив – все это контролируется и управляется при помощи специального блока, который может иметь несколько программ.

Недостаток – зависимость всей системы от подачи электроэнергии.

Биметаллические предназначены для устройства автоматической системы проветривания. Это две металлические пластины (два разных типа металла либо металл и пластик), которые при повышении температуры изгибаются и открывают форточку.

Чаще всего для средних и небольших теплиц ставят гидравлические системы для проветривания. Их просто собрать своими руками, они не зависят от наличия электроэнергии.

Автоматическая вентиляция

Схема устройства автоматической системы проветривания теплицы: 1 — нижняя фрамуга; 2 — каркас; 3 — верхние фрамуги; 4 — гибкая тяга нижней фрамуги; 5 — тяга гибкая; 6 — гидравлический цилиндр; 7 — кронштейны; 8 — блоки; 9 — дверь.

Вентиляция для парников не менее важна, чтобы можно было контролировать атмосферу внутри, обеспечивать охлаждение воздуха, так как для многих растений регулярный приток свежего воздуха просто необходим. Системы автоматической вентиляции, устроенные своими руками, могут быть самыми различными, все зависит от использованого механизма:

  • автоматическое открывание форточек при помощи гидравлических систем (работает по принципу объемного расширения в гидросистемах);
  • открывание при помощи электрических систем (подключается к электрической системе, открывается строго по установленной схеме).

Самыми простыми и часто используемыми для небольших и средних теплиц являются гидравлические системы, которые не требуют подключения к электричеству. Работают они таким образом: система состоит из двух емкостей с жидкостью, когда в помещении температура поднимается, емкость внутри опускается, специальный рычаг открывает форточку.

Но есть и другие, более простые системы, которые просто подключаются к электросети и электронному блоку управления. При необходимости специальный механизм по заданной программе открывает и закрывает форточки, включает системы принудительной вентиляции в виде вентиляторов, установленных в различных местах теплицы (обычно под крышей).

Автоматизируем по последнему слову техники

Что же нам сегодня предлагает последнее слово техники?

Автоматический полив

Так, одна из самых недорогих систем капельного полива – знаменитая Аквадуся. Это бочка на 200 литров, в которую подведена вода через арматуру сливного бочка. Хватает такого объема жидкости примерно на 4-5 поливов – идеально для тех, кто теплицу видит раз в неделю, приезжая на дачу. Не менее популярна в России система капельного полива с израильскими капельницами – они якобы и прочнее, и более устойчивы к напору.

Открываем форточки термоприводом

Неспроста опытные огородники уверены, что жара – куда большее зло для тепличных растений, чем холод. А потому автоматизация теплиц в плане проветривания необходима даже тогда, когда вы имеете возможность и желание проверять внутреннюю температуру теплицы хоть каждый день.

А вот при понижении температуры масло, охлаждаясь, сжимается, и форточка закрывается под собственной тяжестью. А отрегулировать после заправки масла ваш термопривод можно так:

  1. Откройте кран и проследите, чтобы бутылка стояла вертикально вверх – чтобы воздух в систему не попал.
  2. Дождитесь нужной температуры в теплице и перекройте кран.
  3. Форточки оставьте закрытыми – чтобы система не завоздушилась.

Как видите, ничего сложного!

Автоконтроль влажности – почему это так важно?

На самом деле переизбыток влажности даже для тепличных растений не к добру – от этого они могут начать болеть. Существует свой порог этого значения, придерживаться которого вам помогут различные автоматические устройства.

Современный рынок предлагает самые разные модели подобной техники, которые способны задавать и верхний, и нижний пороги относительной влажности в закрытом грунте. По сути, большинство из них просто подает влагу в грунт – при сухости воздуха увеличивает подачи, а при достижении верхнего порога и вовсе ее прекращает. Запомните, теоретически норма для тепличных растений – это 65-70%.

Можно связать с системами автополива и датчик влажности почвы – как только она насытится, подача воды будет автоматически прекращена. А устанавливают этот датчик прямо в землю, рядом с растениями и их корневой системой.

Минусы автоматизации

Промышленников не сильно волнует – тяжела ли работа. Если находятся желающие ее делать, то все, в целом, довольны. Но если работа тяжела, неприятна, монотонна и не интересна, то в странах с высоким уровнем жизни все труднее находить желающих ее делать. И качества этого персонала будут, мягко говоря, своеобразными.

А вот с роботами или автоматикой намного проще планировать задачи: либо они работают, либо сломались. Они не устают, не могут вдруг удариться в запой, не нуждаются в соблюдении прав человека и мотивации.

Но есть проблема: они (технологии) дорого стоят. Так что возникает еще одна задача для НИОКР: сделать механизмы простыми в эксплуатации, износостойкими и недорогими. Возникает задача сделать производство менее энергоемким. По сути, решение одной задачи влечет за собой возникновение совершенно новых горизонтов и новых целей. Но давайте посмотрим, а что, собственно, уже получилось.

Плохая новость: для высокой урожайности нужны строгие тепличные условия. Малейшие отклонения нарушают баланс среды и сказываются на урожае негативно (или фатально).

Хорошая новость: ученые, слава Богу, вели работу не только в области сельского хозяйства. Поэтому возможности соблюдать строгие тепличные условия в индустрии есть. люди с такими задачами не справляются, но есть компьютеры, соответствующее ПО и датчики для каждого параметра, который нуждается в контроле.

Пошаговая инструкция создания умной теплицы

Наделить «интеллектом» можно практически каждую теплицу, которая отвечает стандартам выращивания овощей, фруктов и цветов в искусственных условиях. Для этого необходимо:

  1. Приобрести готовый комплект автоматики или подобрать оборудование, которые соответствуют созданию необходимого микроклимата и площади помещения.
  2. Оптимально разместить датчики и исполнительные устройства.
  3. Соединить все элементы с контроллером.
  4. Установить необходимое программное обеспечение.
  5. Предусмотреть дистанционное управление.
  6. Организовать автономное питание.

Один из вариантов создания умной теплицы представлен в видео:

Возможности и классификация теплиц с умным управлением

Автоматизированная теплица подразумевает выполнение ряда операций без участия человека, а именно:

  • поддержка требуемых температурных параметров внутри;
  • автополив растений посредством капельного орошения;
  • мульчирование (восстановление) почвенного слоя.

Систему реагирует блок управления, который программируется владельцем, в зависимости от климатической зоны и требований выращиваемых культур. Блок может быть подключен к персональному компьютеру или планшету, что позволяет менять параметры удаленно, находясь вне дома.

Радует тот факт, что система вполне может быть обустроена своими руками – никаких особых проблем в этом нет, да и использование специализированного инструментария и комплектующих не требуется. С точки зрения ценового аспекта также не возникает никаких вопросов – стоимость оборудования по карману каждому дачнику, а некоторые из компонентов так и вовсе можно изготовить самостоятельно.

Читайте также  Железные профили

Умные теплицы можно классифицировать следующим образом:

  • автономные – все системы работают исключительно на тепловой или солнечной энергии;
  • энергозависимые – питание элементов осуществляется от подведенной электросети.

Каждый тип обладает своими достоинствами и преимуществам о важности, которых споры между дачниками не утихают и по сей день. Впрочем, имеют место и недостатки. Так, например, умная теплица Курдюмова, функционирующая от электросети, вызывает существенный расход электроэнергии, при отключении которой для растений могут наступить наиболее неблагоприятные последствия.

Автоматика автономных теплиц не отличается оперативностью реагирования – при резких температурных колебаниях форточки неспособны быстро закрыться, что может нанести выращиваемым культурам определенный вред.

Способы автоматизации теплиц

Садоводам со стажем, использующим для выращивания различных культур теплицы и парники, известно, что для получения хорошего урожая необходимо постоянно поддерживать в этих сооружениях определённые микроклиматические условия. Таким образом, их автоматизация становится объективной необходимостью, поскольку не у каждого владельца приусадебного участка имеется возможность ежедневно лично заниматься обслуживанием своего хозяйства.

Какие процессы можно автоматизировать

Благодаря установке автоматических систем уход за тепличными культурами значительно упрощается. Чтобы снять достойный урожай, садоводу приходится тратить меньше сил и времени. Кроме того, автоматика зачастую способна обеспечить растениям лучшие условия, чем это можно сделать вручную. Как правило, в теплицах автоматизируют следующие процессы:

  • вентиляция (принудительная или естественная);
  • полив (с подогревом воды или без него);
  • отопление;
  • освещение.

Можно установить автоматику для теплиц для совершения всех этих действий либо только некоторых из них. Чтобы избежать лишних финансовых затрат автоматизированные системы могут быть полностью или частично изготовлены своими руками при помощи подручных средств.

Способы автоматизации

Автоматизировать теплицу можно несколькими способами. При выборе между ними необходимо учитывать габариты сооружения, условия, которые требуются растениям, возможность подключения к электрической сети, доступный бюджет. Как правило, применяются автоматизированные системы одного из трёх типов:

  • электрические;
  • гидравлические;
  • биметаллические.

Основным недостатком электрических систем является необходимость подключения к источнику электроэнергии . Это может быть сеть либо аккумулятор. Кроме того, в них задействуется большое количество комплектующих, которые невозможно изготовить самостоятельно. Найти все эти элементы на рынке труда не составит, однако это повлечёт дополнительные расходы (которые могут оказаться весьма ощутимыми). В то же время, такие системы обладают наибольшей точностью и функциональностью, обеспечивая своевременное орошение, проветривание, освещение и обогрев.

При помощи гидравлических систем осуществляется автоматизация полива и проветривания. Они не требуют присоединения к источникам электропитания. Их работа основана на изменении показателей температуры и/или давления.

Биметаллические системы применяются только для обустройства проветривания теплиц посредством открывания створок окон, форточек или дверей. Их основным элементом является биметаллическая пластина. Она состоит из двух материалов, которые имеют разную степень температурного расширения. Когда температура воздуха в теплице поднимается выше допустимого предела, пластина деформируется и воздействует на створки, открывая их. При понижении температуры получается обратный процесс.

Автоматический полив

Приведем несколько примеров организации автоматического полива.

Первый вариант

Для обустройства собственными руками автоматического орошения в теплице потребуются:

  • шланги,
  • разбрызгиватели,
  • большая ёмкость (бочка) и
  • погружной насос.

При отсутствии желания или возможности самостоятельно поддерживать необходимый уровень воды в бочке этот процесс также можно автоматизировать. Для этого потребуется погружной насос, который через микровыключатель подключается к поплавковому датчику. В результате получается система, основанная на том же принципе, что обычный туалетный бачок. Ещё лучше, если имеется возможность подключить систему к центральному водопроводу. Тогда приобретать насос не потребуется.

Капельный полив растений

Самое простое, что может придти в голову это капельный полив через медицинскую капельницу. Она стоит копейки, а свои функции выполняет на все 100%.

Для организации такого полива нужны:

  • емкость для воды (Бутыль для питьевой воды 10−20 литров);
  • медицинская капельница.

Такую систему полива можно использовать, если теплица небольшая и растений немного.

Третий простой вариант

Для того, чтобы не покупать капельницы промышленного изготовления можно вместо капельниц применить шурупы саморезы. Для такого полива нужно иметь:

  • емкость для воды;
  • шланги полиэтиленовые;
  • вентиль для перекрытия магистрального водопровода;
  • шурупы саморезы.

Смонтировав систему водопроводов в теплице напротив каждого растения вкручиваем шуруп саморез, стараясь не пробить противоположную стенку. Для регулировки полива необходимо отвернуть шуруп так, чтобы вода не слишком быстро выходила из трубы.

Создание системы капельного полива

Автоматизация теплиц может выполняться при помощи системы капельного полива. Для ее создания необходимо сначала сделать подробный план парника. При этом выполняются соответствующие замеры.

Закупаются представленные выше материалы. Емкость нужно установить на высоту 1,5 м над землей. От магистрального водопровода разложить все остальные шланги для полива. Рекомендуется установить после бака фильтры. На каждую линию монтируется запорная арматура.

Капельницы или шланги должны подходить к емкости, а их концы нужно заглушить. После этого в бак набирается вода и проверяется функциональность собранной системы.

Плюсы автоматизации теплиц и стоимость

Самым основным плюсом является освобождение вашего личного времени, которое вы сможете уделить отдыху. Умная теплица все сделает за вас, будет поливать растения, проветривать, когда жарко, а вам останется только собрать урожай. Кстати, урожайность так же будет увеличена, благодаря оптимальной температуре и влажности почвы, уменьшится время на прополку, так как вода будет подаваться к корням растений, и вы забудете про сорняки.

Стоимость

Раньше бытовало мнение, что стоимость автоматизации очень высокая. Давайте разберемся, что и сколько стоит.

Теплица 3 на 6, расстояние между дугами 1 метр – 19000 рублей (без монтажа);

Фундамент из бруса — 3500;

Система полива – 7000 рублей;

Термоприводы (их нужно два) – по 2500 рублей каждый;

WiFi датчик и розетка – 2500 рублей;

Итого: 31 000 без монтажа, монтаж 11990

Спасибо, что прочитали статью, ну а выбор остается за вами!