Автоматика своими руками

Умная автоматическая теплица

Теплица — каркасная конструкция, обычно из металлического профиля, покрытая прозрачным легким и прочным материалом. В теплице поддерживается определенный микроклимат необходимый для выращивания находящихся внутри нее растений. Для получения результата в виде выращенных плодов требуется приложить немало времени и физических усилий, осуществив комплекс агротехнических мероприятий.

Облегчить труд позволит умная теплица, в которой все действия необходимые для выращивания растений выполняются по программе, управляющей специальными устройствами практически без участия человека.

Принцип работы умной теплицы

В представленной ниже схеме работы умной теплицы показан размер участия человека в ее функциональных возможностях. Пользовательский вход ограничивается корректировкой программного обеспечения и непосредственной установкой параметров контроллера. Корректировка может проводиться удаленно через, например, компьютер, подключенный к контроллеру.

Автоматический режим работы обеспечивают датчики и контроллер с электронными схемами управления, которые обеспечивают работу исполнительных механизмов в требуемом режиме.

Классификация умных теплиц

Любая система, в которой совершаются какие-либо действия, должна иметь для этого внешние источники энергии. По способу пользования такой энергией можно классифицировать умные теплицы по следующим группам:

  • автономная — использует природные источники тепловой энергии, например, солнечную;
  • зависимая от промышленных источников энергии — питание осуществляется от электрической сети.

Недостатком автономной является инерционность работы автоматики системы, которая из-за несвоевременного срабатывания исполнительных механизмов не гарантирует нормальную жизнедеятельность растениям.

Энергозависимые системы работы умной теплицы могут иметь аварийное отключение, что будет иметь самые плохие последствия для растений.

По конструктивному исполнению и назначению устройств тепличного комплекса можно выделить следующие категории.

  • Оранжерея. Это помещение для выращивания экзотических растений, для которых не подходит климат данной местности. Обычно покрывается стеклом и используется для научных целей изучения развития необычных растений.
  • Теплица. Это помещения для круглогодичного выращивания овощей, ягодных культур и рассады. Покрывается легким прозрачным материалом типа поликарбоната. Главная цель теплиц — получение высокого урожая овощей и ягод в короткие агротехнические сроки вне зависимости от окружающих погодных условий.
  • Парник. Главное назначение парника — выращивание рассады. Обычно это небольшая переносная конструкция, покрытая легко сворачиваемой прозрачной пленкой. Тепло в нем создается природными источниками энергии.

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.

Датчики как основа информации для умной теплицы

На блок управления умной теплицей передают изменяющиеся во времени параметры следующие виды датчиков, интегрированные в цифровой формат для передачи сигнала на контроллер:

  • датчики температуры воздуха
  • датчики влажности воздуха
  • датчик температуры почвы
  • датчик влажности почвы
  • датчик освещенности

Кроме представленных выше датчиков существует много других, которые некоторые сельхозпроизводители используют в своей деятельности: датчики точки росы, датчики химического состава почвы, контроля качества поливной воды и другие.

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 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.

Обзор рынка промышленных производителей умных теплиц

Рынок умных теплиц становится все более устойчивым. Этому способствует развитие следующих технологий:

  • применение технологии дополнительного освещения на основе светодиодов (LED — технология);
  • кроме проводной, используется для подключения беспроводная связь;
  • совершенствование конструкций ирригационных систем;
  • улучшение технических характеристик насосов и клапанов;
  • увеличение количества факторов, сообщающих о возникновении внештатной ситуации в процессе ее мониторинга;
  • применение передовых достижений в сфере IT — технологий.

Рейтинговые производители умных теплиц предлагают свою продукцию в зависимости от размеров тепличного комплекса, технические решения выбираются в соответствии с типом выращиваемых агрокультур.

В промышленном масштабе умные теплицы используются в северных широтах. Экзотические для районов севера овощи и фрукты, выращенные в умных теплицах, будут намного дешевле завезенных из южных областей.

Интеллектуальный сегмент сельского хозяйства в виде умных теплиц будет развиваться высокими темпами благодаря отечественным производителям. Внимание, которое оказывается правительством цифровой экономике, будет этому способствовать.

Передовыми в развитии технологий сельского хозяйства в контролируемой среде являются Нидерланды и некоторые другие европейские страны. Развивается ускоренными темпами внедрение умных теплиц в Индии, Японии, Китае.

Доминирующие позиции на рынке умных теплиц занимают компании Rough Brothers (США), Heliospectra (Швеция), GreenTech Agro (Нидерланды) и другие.

Умные теплицы своими руками

Простому дачнику инвестировать в готовую автоматизированную теплицу слишком накладно. Однако использовать ее преимущества можно изготовив ее самостоятельно.

Особенности конструкции и расположения на участке

Для эффективной работы систем автоматики следует выполнить следующие рекомендации.

  • Выбрать такое место на участке, где согласно географии местности, через прозрачную пленку будет проникать максимальный поток солнечного света. Это снизит нагрузку на дополнительное светодиодное освещение и уменьшит расходы на содержание теплицы.
  • Каркас теплицы спроектировать так, чтобы форточки находились в верхней части теплицы. Холодный воздух, попадая через форточку в теплицу, будет медленно опускаться вниз, а теплый также постепенно подниматься вверх. Такое расположение форточек исключает образование сквозняков, вредных для развития растений. Герметичное покрытие пленкой и плотное закрывание дверей устранит влияние внешних погодных условий на микроклимат теплицы.
  • Если участок располагается в местности с повышенной ветровой обстановкой, то следует выполнить защиту в направлении доминирующего направления ветра, например, закрыть теплицу живой изгородью.
  • Для круглогодичного использования теплицы оборудовать ее отопительными приборами, которые будут автоматически включаться/выключаться с помощью специально настроенных датчиков температуры.

Автоматическое проветривание своими руками

Циркуляция воздуха в теплице обеспечивается открытием форточек или дверей, которые обустроены работающими автоматически системами открывания. Такие устройства можно сделать самостоятельно, доработав уже имеющиеся подобные конструкции или изготовить из подходящих для этого подручных материалов.

Классический пример использования для автоматического открывания форточек теплицы — доработка газового амортизатора автомобиля. Гидравлическое масло, выступающее в качестве рабочего тела, вместо воздуха под действием повышенной температуры расширяется и приводит в движение форточку. При понижении температуры с помощью возвратной пружины форточка закрывается.

Подобным образом можно приспособить для проветривания теплиц газлифт от офисного стула, ручные автомобильные насосы и другое техническое оборудование. Из подручных средств, например, пластиковых бутылок или металлической емкости, заполняющей резиновый шарик воздухом с повышением температуры можно изготовить временные конструкции, обеспечивающие автоматическое проветривание теплиц.

Автоматический полив своими руками

Стандартная система автоматического полива своими руками включает в себя следующие составляющие.

  • Необходим источник воды. Это может быть резервуар в виде бочки, в которую периодически заливают воду из скважины, водопровода или с помощью насоса из дачного пруда. В бочке температура воды с течением времени приближается к температуре окружающей среды, что важно для процесса жизнедеятельности растений.
  • Наличие фильтра. Без него трубопровод быстро засоряется. Особенно критично его отсутствие для систем капельного полива.
  • Электромагнитные клапана. Их конструкция позволяет контролировать подачу сигналов начала и конца процесса полива.
  • Таймер. Его настройки передают сигналы на открытие/закрытие электромагнитных клапанов.
  • Система из стальных, пластиковых (можно резиновых при капельном орошении) или металлопластиковых трубопроводов. Обеспечивает доставку воды, например, при капельном орошении к капиллярным трубкам.

При наличии в системе датчиков температуры и влажности почвы возможно автоматическое включение/выключение автоматического полива по их показаниям.

Автоматизированное отопление своими руками

С помощью систем отопления можно будет поддерживать температуру в теплице при любой погоде и в любое время года.

Систему обогрева теплицы можно оборудовать следующим образом:

  • пропустить внутри пола нагревательный кабель;
  • использовать для обогрева нагревательные приборы (масляный радиатор, инфракрасный излучатель и другие подобные установки);
  • полы можно подогревать с помощью водяных теплых труб.

Самый удобный вариант автоматизации отопления основан на использовании внутри пола нагревательного кабеля. Концы кабеля после его укладки подсоединяются к регулировочному устройству. Важно, что данная система отопления прогревает непосредственно почву и тем самым имеет преимущество перед нагревательными приборами, оказывающими влияние на прогрев воздуха.

Установка и обустройство автоматики дополнительных светильников своими руками

Получить хороший урожай помогут не только качественный грунт и своевременный полив, но и оптимальная освещенность. При эксплуатации теплицы в зимний период дневного света из-за короткого дня явно не хватает.

В качестве дополнительного освещения по своим характеристикам самыми конкурентоспособными являются светодиодные лампы. Они отличаются малым энергопотреблением и выдают большую часть солнечного спектра. Существуют белые светодиоды, способные выдавать весь спектр солнечного света и способствовать выращиванию растений полностью на искусственном освещении.

Для подводки электропитания к силовому шкафу надо пробросить воздушную проводку от сети высокого напряжения. Эту работу лучше поручить профессиональным электрикам, которые имеют право допуска к таким работам. Дальнейшая прокладка провода в земле выполняется своими руками.

Важно: провод предварительно поместить в защитный гофрированный шланг.

Обязательно устанавливается предохранительное устройство для защиты от перепадов напряжения. Выбор его основан на рекомендациях производителя светодиодных ламп. После установки устройства выполняется разводка проводов согласно места расположения светильников.

Для создания оптимальной освещенности создается автоматическая система, которая ко всему прочему позволит сэкономить электроэнергию. Специальные датчики будут контролировать освещенность и автоматически включать или выключать подсветку.

Сохранение полезных качеств почвы

В умной теплице применяется мульчирование почвенной среды. Такой агротехнический прием сокращает время на поддержание плодоносных качеств почвы. Достаточно один раз покрыть ее поверхность мульчей (природные органические материалы) и на долгое время сохраняется содержание влаги в почве, исчезают сорные травы. Зимой и осенью дополнительное укрытие нетканым агроматериалом обеспечивает теплом почву и воздух. Влага сохраняется внутри после испарения на внутренней стороне укрывного материала и стекает обратно в грунт.

В летнее время укрывной материал убирается — на его место равномерно рассыпаются опилки или солома наоборот сохраняющие почву от излишков тепла.

Оснастить умной технологией теплицу на даче своими руками не простая задача. Потребуется определенный опыт и знания, без инвестиций также не обойтись. Однако все не такие уж большие финансовые затраты окупятся хорошим урожаем и свободным временем для отдыха и занятий другими не менее важными делами.

Видео по теме

Не каждый владелец садового участка имеет возможность постоянно находиться на даче, чтобы заняться любимым делом ― выращиванием свежих овощей. Но если на участке есть построенная умная теплица своими руками, то все эти проблемы легко решаются. В такой теплице все процессы по уходу за растениями производятся автоматически, без участия человека.

Что такое умная теплица?

Основное отличие умной теплицы от обычной в том, что все процессы, обеспечивающие оптимальный рост овощей, происходят автоматически без участия человека. При строительстве такого сооружения должны выполняться следующие условия:

  • Контроль за температурой в теплице выполняют специальные датчики. При изменении температуры они передают сигнал на устройства, производящие открывание или закрывание окон и дверей.
  • Для полива растений используется капельная система орошения. С помощью этой системы производят и жидкие подкормки удобрениями.
  • В процессе вегетации растения истощают землю, забирая для своего роста питательные вещества, поэтому желательно иметь систему автоматического восстановления грунта.

Рис. 1 Схема умной теплицы

Все эти необходимые для роста овощей процессы выполняет умная теплица с установленной автоматикой. Вы будете только контролировать работу системы, приезжая на дачу 1-2 раза в неделю.

Виды теплиц

Для изготовления теплицы на дачном участке можно выбрать любую понравившуюся форму изделия или создать свою, оригинальную конструкцию. Основой теплицы является каркас, для изготовления которого используют деревянные рейки, металлические трубы и уголки. Металлические каркасы более долговечны и надежны, чем деревянные, и не подвержены гниению в земле, а от коррозии их защищает покрытие.

Конструкция может быть разборной или неразборной, сварной. В качестве покрытия применяют стекло, поликарбонат и даже полиэтиленовую пленку. При этом при выборе надо учитывать следующие условия:

  • Где она будет установлена и какие необходимы размеры.
  • Что будете в ней выращивать и в каком количестве ― только для личного употребления или для продажи на рынке.
  • Будет ли ваша конструкция использоваться зимой или только в теплое время.
  • Какие автоматические системы будут установлены внутри сооружения.

Рис. 2 Различные варианты конструкций

Если вы будете покупать готовое изделие, то в магазинах самыми популярными являются арочные конструкции и теплицы в форме домика. В качестве укрывного материала лучше выбирать поликарбонат для арочных конструкций или стекло для конструкций в виде домика. Ну а умные теплицы из поликарбоната полностью подойдут даже самому взыскательному пользователю.

Конструкция в форме арки

В такой теплице растения получают максимальное количество солнечного света, для них создаются самые оптимальные условия для роста. В качестве укрывного материала чаще всего используется поликарбонат. Он легко гнется и имеет хорошую пропускную способность для солнечных лучей.

Некоторые сложности при установке могут возникнуть при креплении поликарбоната к каркасу. При неправильной сборке возможно нарушение герметичности и попадание вовнутрь влаги и вредных насекомых. Рис. 3 Арочная конструкция

Установленная внутри автоматика для арочных теплиц, изготавливаемых своими руками, полностью обеспечит необходимый приток воздуха при различных условиях. Управляемые ею исполнительные механизмы откроют окна для проветривания и закроют, когда температура снизится.

Плюсы и минусы

Рассмотрим подробней основные преимущества и недостатки арочных конструкций.

К плюсам относятся следующие характеристики:

  • Каркас легко собирается самостоятельно, теплицу в сборе можно легко перенести на новое место.
  • Солнечный свет свободно проникает ко всем растениям, в зимнее время снег не скапливается на поверхности, а легко скатывается вниз.
  • Возможность выращивания высокорослых растений, особенно в средней части.
  • Привлекательный внешний вид, возможность изготовления своими руками.
  • Можно легко установить автоматические системы полива и вентиляции.

Недостатков гораздо меньше, а именно:

  • В качестве укрывного материала можно использовать только поликарбонат или пленку, стекло из-за дугообразного профиля установить невозможно.
  • Неудобно крепить полки вдоль стен.
  • Если конструкцию не закрепить, то при порывах ветра может быть опрокинута и снесена.

Рис. 4 Конструкция с боковыми форточками для вентиляции

К недостаткам также относят сложность установления оптимальной вентиляции. Две форточки спереди и сзади создают внутри сильный сквозняк; чтобы устранить этот недостаток, на боковых стенках размещают дополнительные форточки.

В форме домика

Сооружения в виде домика популярны на садовых участках, где все делается своими руками. Для таких сооружений можно применять любой укрывной материал: стекло, поликарбонат или полиэтиленовую пленку. Правда, поликарбонат придется резать на куски, или делать конструкцию по размерам, кратным поликарбонату.

Высота теплицы позволяет выращивать высокорослые томаты на всей площади, солнечные лучи свободно проникают сквозь укрывной материал. Конструкция конька крыши позволяет свободно скатываться дождевым потокам, не накапливаясь и не прогибая поверхность. Да и зимой снег также будет легко скатываться вниз, а через освобожденную от снега поверхность крыши зимние солнечные лучи будут нагревать воздух внутри.

Преимущества и недостатки формы домика

У теплицы в форме домика есть преимущества и недостатки, которые изложены ниже. Рис. 5 Теплица в форме домика

Сначала о преимуществах:

  • простота изготовления конструкции своими руками;
  • внутри можно легко установить полочки, стеллажи для инвентаря и автоматики для обслуживания;
  • для изготовления сооружения есть большой выбор материала;
  • для проветривания можно устанавливать форточки на разных уровнях, при этом не образуется сквозняк.

Ну и у любой конструкции есть свои недостатки, есть они и у теплицы с домиком:

  • на изготовление каркаса потребуется много времени и материала;
  • само сооружение достаточно тяжелое, и для установки необходим фундамент;

Если используется поликарбонат в качестве укрывного материала, то его придется резать на куски. Это увеличит количество соединительных стыков и вероятность негерметичности уплотнений.

Плюсы и минусы размещения теплиц на участке

Сначала плюсы:

  • у вас будет возможность употреблять ранние овощи, выращенные по собственной технологии без нитратов;
  • ваши растения будут защищены от непогоды и кислотных дождей, которые нередко выпадают в наше время;
  • садовые вредители также будут лишены возможности проникнуть внутрь сооружения.

Рис. 6 Подвязка огурцов

А теперь о минусах:

  • для нормального роста растений вам необходимо производить полив и подкормки растений, опрыскивать их от болезней и вирусов;
  • производить работы, связанные с подвязкой, удалением лишних побегов, и другие действия для регулировки роста растений.

Все эти действия требуют времени, но, чтобы вырастить хороший урожай, иначе нельзя. А если сделаете «умную теплицу», то большинство забот отпадет. Достаточно 1-2 раза в неделю затратить немного времени для подвязки и удаления лишних побегов. Вы будете приезжать на дачу только для контроля процесса выращивания и сбора урожая.

Суть теплиц с автоматикой

Для оптимального развития и выращивания овощных культур необходимо внутри помещения создавать свой микроклимат, контролировать температуру и влажность воздуха. Чрезмерное повышение температуры может погубить растения, а при слишком холодном воздухе они будут плохо расти и развиваться.

Следить за всем этим и создавать необходимый режим для растений очень сложно, даже если владелец участка постоянно живет на даче. На помощь приходит автоматическая система ухода за растениями, которая выполнит за вас все заботы по выращиванию овощей. Система вовремя польет грядки, сделает вентиляцию и установит нужную заданную температуру, и даже выполнит подкормку растений.

Выгоды использования умных теплиц

Многие дачники хотят выращивать овощи в теплице, но не могут постоянно находиться на даче, появляются там раз в несколько дней. Решается это проблема просто: надо на участке установить умную теплицу. Умная теплица с установленной автоматикой для теплиц полностью освободит пользователя от необходимости заниматься текущими работами. Рис. 7 Умная теплица

Для небольших теплиц нет необходимости полностью автоматизировать все процессы. Это будет дорого, да и не рентабельно. Для автоматизации достаточно тех простых систем контроля и исполнения, которые вы можете установить самостоятельно. Зато как приятно, когда на столе у вас будут присутствовать свежие, экологически чистые овощи, выращенные своими руками.

Автоматика для теплиц

Основное назначение системы автоматизации выращивания растений состоит в том, чтобы обеспечить все условия для развития без участия или с минимальным участием человека. Основные функции автоматики следующие:

  • Система проветривания и поддержания нормальной температуры внутри, в зависимости от наружной температуры воздуха.
  • Автоматический капельный полив и подкормка.
  • Система подогрева воздуха в холодное время года.

Для нормального развития растений в темное время необходимо дополнительное освещение, которое также включается с помощью системы автоматики.

Автоматика для проветривания

Автоматическая система для проветривания может быть двух типов, но основным элементом является небольшой гидроцилиндр, который открывает фрамуги для проветривания. Один из способов довольно простой, для открытия используется гидроцилиндр, полость которого наполнена специальной жидкостью.

При повышении температуры жидкость расширяется и выдвигает поршень, который и открывает фрамугу. При снижении температуры жидкость сжимается, и под действием пружины поршень возвращается, закрывая окно. Рис. 8 Устройство автоматического проветривания

Другой способ более точный и сложный, с установкой контактного термометра и сложного механизма открытия и закрытия фрамуги. Это позволяет более точно регулировать температуру, но требует немалых затрат на установку.

Системы капельного полива

При капельном поливе вода поступает к корням растений небольшими порциями, успевая при этом немножко прогреться. При этом почва все время остается влажной, что благоприятно сказывается на росте. Рис. 9 Капельный полив

Для автоматического полива используют шланги с капиллярными отверстиями, через которые вода капает к корневой системе. Емкость для воды можно устанавливать внутри теплицы или снаружи. В резервуар вода подается из водопровода, контроль уровня и пополнение при расходе осуществляется с помощью поплавкового затвора.

Из резервуара вода поступает к капиллярным трубкам через кран с дистанционным управлением. Он может открываться с помощью автоматики либо в определенное заданное время, или при изменении уровня влажности в теплице. Систему полива можно использовать и для подкормки, добавляя в резервуар жидкое удобрение.

Автоматика для обогрева почвы и воздуха

Если теплица используется в холодное время года, то для созревания овощей необходим обогрев. Для обогрева применяют несколько способов:

  • установка электрических тепловых пушек, калориферов и обогревателей;
  • прокладка системы теплый пол, с подключением к котлу или электричеству;
  • установка котла, газового или электрического с радиаторами по периметру теплицы.

Рис. 10 Схема обогрева теплицы

Система автоматики должна включать отопление при понижении температуры и выключаться при достижении оптимального уровня.

Приборы освещения

Недостаток света сказывается на развитии овощей, поэтому необходимо в теплице устанавливать освещение для продления светового дня осенью и в зимнее время. Продолжительность светового дня должна быть в пределах 12-16 часов в сутки.

Для освещения используют следующие типы ламп:

  • накаливания, создает инфракрасное излучение и при близком расположении от растений может их обжечь;
  • натриевая, самая эффективная для роста растений, но имеет малый срок эксплуатации;
  • светодиодная, самая широко применяемая лампа для освещения, дает яркий свет, приближенный к солнечному;
  • люминесцентная, обладает ярким светом и длительным сроком службы.

Рис.11 Светильники для освещения

Кроме того, для освещения используют ультрафиолетовые и инфракрасные лампы. Причем инфракрасная лампа может не только освещать, но и обогревать теплицу. Ну а автоматизировать процесс включения света не сложно, достаточно установить датчики освещенности, или таймеры. Таймеры будут включать и выключать свет в определенное заданное время.

Автоматизация в теплице создает оптимальные условия для выращивания растений без участия человека. Изготовить и установить обычную теплицу на участке не сложно. Но как при этом сделать умную теплицу своими руками, чтобы все процессы в ней происходили автоматически, здесь задача посложнее. Но при кажущейся сложности ничего не обычного нет, и при определенном умении сделать это не сложно.

Как сделать автоматическое отопление дома на даче недорого своими руками

Представьте — выбрались вы зимой на пару дней, на дачу. Отдохнуть, посмотреть как там дела. Приехали, в доме холодина, воды нет, в туалет не сходить. Отопление включили, да только пока воздух в комнате и сам дом прогреется, пол дня пройдет!

А если так — приехали, разделись, горячей водой руки помыли. Ясно, что куда удобнее. Давайте попробуем своими руками сделать «умное» отопление дачного дома, причем с минимальными затратами, то есть недорого.


1. Что нужно от «умного» отопления.
2. Какая система автоматического отопления подойдёт для дачи.
3. Включение отопления к определённому времени.
4. Подача сигнала на включение отопления через мобильный телефон.
5. Автоматическое поддержание плюсовой температуры.
6. Автоматическое отопление дома как часть общей схемы.

Что нужно от «умного» отопления

Прежде всего, определим, что именно хотим получить. Итак, когда мы приехали на зимнюю дачу, у нас должна быть возможность:

а) снять верхнюю одежду и отдохнуть в теплом помещении,

б) воспользоваться горячей водой, не говоря уже о холодной,

в) комфортно пользоваться туалетом.

Разумеется, при всем этом наше «умное отопление» дачного дома должно функционировать в режиме разумной экономии.

Какая система автоматического отопления подойдёт для дачи

Автоматизацию отопления на даче удобнее всего делать с электрическими радиаторами

В большинстве дачных домов России выбор типов отопления невелик. Как правило, это обычная → печь на угле или дровах (по ссылке рассказано о строительстве печи на даче своими руками), в лучшем случае твердотопливный или другой котёл, электрические обогреватели.

Но даже у систем на → дизельном топливе (по ссылке рассказано об устройстве отопления от дизельного котла), или газе, автоматическое включение предусмотрено далеко не всегда.

Единственным реальным типом автоматического отопления для дачи будет использование электричества. Но поскольку эксплуатация таких систем обходится недешево, электрический обогрев предусмотрим как вспомогательный.

То есть, электричество нагреет до комфортной температуры одну, две комнаты к нашему приезду, обеспечит функционирование водопровода и канализации. А по приезду мы в комфортной обстановке запустим основную систему обогрева в ручном режиме.

Но каким бы умным не был дом, предвидеть визит гостей он не сможет.

Включение отопления к определённому времени

Можно установить время приезда заранее. Такой вариант подкупает своей простотой и дешевизной.

Всё что нам потребуется из автоматики это реле времени. Достаточно установить таймер в цепь с электрическим обогревателем и задать необходимое время включения.

Скажем, планируя приехать на дачу к восьми утра, установим реле на пять. За три часа воздух в доме гарантированно прогреется.

В целях экономии, отопление можно включить не во всех комнатах (если конечно у вашей фазенды число помещений не равно единице). Довести температуру в гостиной и в санузле до +10 будет достаточным.

Даже с небольшого мороза такая температура будет ощущаться комфортно.

Современные модели реле времени можно установить даже на годичный цикл

А чтобы зря не расходовать электроэнергию, если поездка сорвется, запрограммируем устройство отключить отопление, к примеру, в обед.

Недостаток такого варианта очевиден — жесткая привязка по времени. Да и стоит хорошее реле времени с программируемым циклом на месяц и больше не так чтобы дешево.

Подача сигнала на включение отопления через мобильный телефон

Второй вариант — заранее сообщить о прибытии. Он удобнее, но дороже.

Чтобы послать команду, которая оповестит дом, что пора готовиться к нашему приезду и включать отопление, нужно приобрести так называемый GSM модуль.

По сути, это обычный выключатель, который выполняет соединение при звонке с мобильного телефона. В память такого устройства можно ввести несколько номеров телефонов, звонки с которых он будет воспринимать как команды.

Выключатель устанавливаем в общем щите и подключаем через него электрические конвекторы. Теперь чтобы по приезду нас ждала теплая комната, достаточно позвонить по мобильному, либо послать СМС.

GSM модуль малогабаритен. Работает он с СИМ картой любого оператора

Если мы задерживаемся, или поездка внезапно отменилась, ещё один звонок отопление выключит.

Устройство работает с SIM-картой любого мобильного оператора. Выбираем такого, который обеспечивает наиболее качественную связь в ваших краях.

Автоматическое поддержание плюсовой температуры

Напрямую с отоплением связано и снабжение водой. Если поездка на дачу зимой — это что-то из ряда вон выходящее, особо мудрить с водопроводом не стоит. На день, два воды можно и с собой привезти, либо запасти в пластиковых емкостях с лета, а при нужде растопить.

Другое дело, если такие поездки происходят часто, а вода кроме как для питья используется и для душа, и для канализации. То есть дача существует в режиме загородного дома. Тут уже требуются системы более умные, чем простой дистанционный выключатель.

Постоянное замораживание-размораживание в подобной ситуации повлечет порчу отделки дома и в конечном итоге обойдется хозяевам дороже, чем поддерживание постоянной плюсовой температуры. То есть 1-2 градуса тепла. Прогревать помещение до комфортной температуры требуется лишь периодически.

Соберем более сложную систему, куда будет входить не только отопление комнат, но так же электрический обогрев линий водопровода и канализации, а так же постоянное поддержание низкой, но плюсовой температуры.

Подобные функции имеют дорогие модели котлов на жидком и газообразном топливе, снабженные термостатом. Но поскольку мы решили, что это не наш случай, будем использовать электрический обогрев.

Как выполнить обогрев для канализации можно прочесть в статье о → канализации с малым заглублением. Обогрев водопровода делается аналогично. Для этого труба по спирали обматывается шнуром греющего кабеля, а сверху закрывается теплым рукавом из вспененного полиэтилена.

Для обогрева водопровода используем греющий кабель, и утеплительный рукав

Дополним нашу систему управления с GSM модулем ещё одной схемой.

Для этого используем реле с датчиками температуры, настроенные на 1÷3°С. Датчики размещаем на полу, в углах образованных наружными стенами. В этих местах температура падает быстрее всего.

Водопровод должен постоянно иметь плюсовую температуру, иначе вода замёрзнет и разорвёт трубы. Чтобы не держать греющий кабель постоянно включенным, на трубу так же крепим датчик температуры и подключаем его к термостату настроенному на +3.

Теперь посмотрим, как это всё будет работать.

Пока температура на улице и, соответственно, в доме выше нуля, ничего не происходит. Начинаются холода. Температура опускается ниже +1, датчики на трубах и (или) в помещении дают команду, реле замыкает контакты и подаёт напряжение на калориферы.

Калориферы поднимают температуру до +3, снова срабатывает реле термостата, отключая ток. В таком режиме дом поддерживает себя, до вашего звонка.

Получив телефонную команду GSM модуль, как и раньше, замыкает электрическую цепь калориферов. Но поскольку теперь замерзание водопровода нам не грозит, мы добавим к нагревателям воздуха ещё и бойлер для подогрева воды (см. схему на рис. 1).

Схема подключения электрического отопления умного дома

Для приведения в исходное состояние достаточно одного звонка телефона. После него, цепь снова включается через термостат и впадает в дрёму до нашего следующего визита.

Автоматическое отопление дома как часть общей схемы

Система «умного» отопления, устроенная по принципам, описанным в статье способна работать как сама по себе, так и как составная часть общей «интеллектуальной» сети дома, совместно с другими системами.

Подобная схема организации систем умного дома не имеет центрального управляющего контроллера. Подробнее о различных видах организации управляющих систем написано в статье → «Умный дом на даче своими руками».

Вместе с тем часть устройств возможности, которых использованы не на все сто процентов, могут быть использованы и в других схемах умного дома. Тот же GSM модуль, способен не только принимать звонки телефона, но и посылать отчеты о ситуации в доме, например, сигнализировать о затоплении или начинающемся пожаре. Но об этом мы поговорим в других статьях.

Автоматизация теплиц — это не роскошь, а необходимость, опытные огородники, которые занимаются выращиванием различных культур в теплицах, это знают. Для парников любой конструкции и размеров важно поддержание определенных микроклиматических условий, организация полива, проветривание, освещения. Все это необходимо делать ежедневно, что не всегда является возможным, так как каждый день ездить к теплицам за город может не всякий.

В настоящее время ведется активная модернизация теплиц, связанная с повышением количества исполнительных систем: разделение контуров, модернизация форточной вентиляции, установка систем зашторивания, установка вентиляторов. Парники оснащаются специальным оборудованием. Автоматизированные системы в теплицах предоставляет новые возможности для владельцев загородного участка.

Автоматизация теплиц

Автоматизация теплиц: есть ли необходимость?

Не секрет, что на все процессы жизнедеятельности растений, огромное влияние оказывает температурный режим. Всякое отклонение от благоприятного для растений температурного режима отрицательно сказывается на качестве и количестве урожая. При этом нужно учесть, что растению в различные фазы его жизненного цикла требуется разная температура окружающей среды. Влага, углекислый газ, должны быть в определенных соотношениях в зависимости от температуры воздуха. Только при правильном соотношении можно гарантировать нормальный рост, развитие и плодоношение растений. Сама же температурная среда должна определяться уровнем освещённости. Нужно понимать, что в некоторых случаях менять условия в теплице для комфортного микроклимата растений, необходимо, чуть ли ни каждый час. Учесть и создать оптимальное сочетание параметров микроклимата в теплицах возможно лишь с помощью автоматизации технологического процесса. Автоматика для теплицы применяется для нескольких основных систем жизнеобеспечения растений. Сюда относится:

  • Поддержание комфортной температуры внутри. В помещении автоматически включается режим проветривания, зашторивания, поэтому в жаркие дни овощи, фрукты и ягоды не завянут в таких условиях.
  • Полив растений в заданное время. Автоматизация полива, просто в управлении. Даже начинающий дачник легко справится с ее настройкой.
  • Восстановление почвы, делать ее микрофлору подходящей для выращивания выбранного сорта растений.
  • Освещение и отопление.

Автоматизированные системы могут самостоятельно выполнять необходимые функции в течение длительного времени без вмешательства человека. Это существенно упрощается уход за культурными растениями. Конечно, автоматизированные теплицы, не способны выращивать урожай без человеческого участия, но автоматизировав рутинные процессы, человек не тратит свое время на бытовые задачи. Автономные системы орошения позволят сэкономить время, затраченное на полив, особенно на дачных участках, когда требуется полив даже в будние дни. Количество расходуемой воды и удобрений также существенно снижаются. Освещение и теплоподогрев позволяют круглогодично выращивать овощи и зелень в парниках.

Автоматизация теплицы необходима для людей, которые ценят свое время и готовы делать инвестиции для своего комфортного будущего.

Виды и разновидности автоматизированных систем

Существует частная и промышленная автоматизация теплиц. В первом случае вы можете самостоятельно собрать все элементы несложной системы. Это стоит дешевле. Частная автоматизация теплиц или как еще ее называют «умная» теплица должна соответствовать следующим характеристикам:

  • регулировка температуры внутри парника должна происходить автоматически при помощи датчика температуры воздуха;
  • обязательное наличие капельной системы орошения;
  • грунт в теплице должен восстанавливаться без помощи человека.

Нет большой необходимости в том, чтобы частная автоматизированная теплица была сверху донизу оборудована новинками современных систем производства. Оснащение теплицы может быть произведено с минимальными затратами. Основным аспектом является согласованная функциональность всех установленных систем. Этим обеспечивается достижение максимальной эффективности.

Автоматизация теплиц различается по принципу действий:

  • Электрическая. Такая автоматика отличается простотой монтажа, возможностью точной настройки. К недостаткам электрических систем можно отнести их дороговизну, сравнительно с другими типами автоматизированных систем, и зависимость от источника электроэнергии.
  • Гидравлическую. Такие технологии надежные и абсолютно безопасные: в их основе лежит принцип расширения жидкостей при перегреве. Недостатки конструкций – медленное реагирование на понижение температуры.
  • Биметаллическую. В основе биметаллических устройств лежит способность различных металлов к расширению. Такие системы идеальны для автоматизации системы вентилирования. Минусом биметаллической автоматики является то, что она не способна приводить в действие тяжелое оборудование.

Вышеперечисленные автоматические системы можно установить на любое оборудование, которое нуждается в автономной работе. Выбор автоматизированных конструкций зависит от бюджета садовода, наличия рядом с участком сети электропередач, габаритов теплицы.

Благодаря точным датчикам, считывающим температуру, уровень влажности и освещения внутри и снаружи теплицы, таймерам, которые передают сведения на специальный контроллер, возможно автоматизировать теплицу. 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, контроллер, 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 входов/выходов и памяти устройства.

Все преимущества от собственной автоматизированной теплицы можно увидеть в тот момент, когда свежие и вкусные овощи появляются на столе. Причём это происходит ежедневно, а не только в тёплые летние дни. Нет необходимости для консервирования и заморозки впрок. Теплица даёт всё свежее, натуральное и своё.

Во втором случае, промышленная автоматизация теплиц для выращивания овощных и плодовых культур в условиях искусственного климата представляет собой непростую технологическую задачу. На урожайность и качество продукции влияет множество факторов. Это температурный режим, освещение, полив, распыление химических реагентов, проветривание.

Промышленная автоматизация теплиц регулирует следующие моменты:

  • Системы форточной вентиляции.

Они предназначены для обеспечения естественного воздухообмена замкнутого объёма теплиц с наружным пространством через вентиляционные проёмы в кровельной части светопрозрачного ограждения. Все расположенные на кровле вентиляционные фрамуги могут открываться и закрываться дистанционно и автоматически. Система позволяет качественно управлять технологическими процессами поддержания микроклимата в теплице.

  • Системы рециркуляции воздуха.

Служат для перемешивания холодных и нагретых масс воздуха в объеме теплиц, особенно в течение холодного периода, когда форточки не открываются, либо открываются не полностью. Циркуляция воздуха минимизирует различия в температуре и относительной влажности, при этом исключается перегрев растений, активизируются физиологические процессы в растениях, ликвидируются зоны с повышенной влажностью особенно в периоды, когда естественная вентиляция через форточки невозможна или малоэффективна.

  • Системы зашторивания.

Система горизонтального теплозащитного и светоотражающего шторного экрана предназначена для создания затенения в теплицах при интенсивной (избыточной) солнечной радиации в весенне-летний период, а также для сохранения тепла в ночное время и периоды с наиболее низкой наружной температурой. Горизонтальное зашторивание осуществляется тканью из полимерных материалов и обеспечивает практически полное перекрытие верхней части теплицы. Вертикальный шторный экран – предназначен для уменьшения интенсивности светового потока, проходящего через вертикальные светопрозрачное ограждение теплиц во избежание теплового ожога растений, а также для снижения теплопотерь через наружные ограждающие конструкции.

  • Системы капельного полива.

Позволяет осуществлять приготовление питательного раствора нужной концентрации и транспортировать его в корневую зону каждого растения, через распределительную трубопроводную сеть и капельницы. Система доувлажнения (система орошения) предназначена для мелкодисперсного распыления воды в теплицах для поддержания температурно-влажностного режима.

Системы подкормки растений.

Для увеличения урожайности и повышения качества выращиваемых культур в теплице используется система подкормки растений двуокисью углерода СО2, который необходим для обеспечения жизнедеятельности растений. Предусматриваются два источника СО2, использующих одну и ту же распределительную сеть внутри теплицы: отходящие (дымовые) газы котельной, являющейся источником тепла и сжиженный углекислый газ. Отбор углекислого газа от дымовых труб котельной выполняется при помощи специального оборудования, представляющего из себя конденсор со встроенным вентилятором, дозирующее устройство и аппаратуру контроля отходящих газов.

  • Системы искусственного освещения рассады.

Предназначены для поддержания требуемого уровня. С учетом уровня внешней солнечной радиации и времени суток, особенно в осенне-зимний период.

Системы отопления теплицы.

Система обеспечивает температурный режим. Оборудование для отопления теплицы включает в себя систему подогрева воздуха и грунта. Прогрев почвы сельскохозяйственных культур уменьшает срок вегетации растений за счет равномерного развития корневой системы (в среднем на две-три недели) и повышает урожайность (на 35–45 %).

Обеспечить теплицу теплом – это полдела, его еще нужно точно дозировать. Температура внутреннего воздуха в теплице должна изменяться в зависимости от культурооборота и вида овощей, а для одних и тех же овощей – в процессе роста и созревания в зависимости от времени суток.

Автоматизация в промышленных масштабах, позволяет установить такой микроклимат в теплицах, что смена погоды не оказывает негативного воздействия на растения. Конечно, большую часть процессов по обеспечению жизнедеятельности растений, возложены на автоматические системы управления. Но для получения хорошего урожая, растению, помимо любых автоматических систем необходим еще и грамотный специалист, который задает режимы работы автоматики и с помощью помощников осуществляет уход и обработку растений.

Следует понимать, что качественный процесс выращивания растений в автоматизированных теплицах, зависит и от особенностей развития. Растение может в какой-то момент перестать усваивать питательные элементы, или наоборот чувствовать нехватку, несанкционированно перейти из генеративного типа развития в вегетативный, или наоборот. В таких ситуациях все зависит от профессиональности специалиста, если он вовремя сможет установить причину проблемы, сможет оперативно вмешаться, например, изменить режим поливов или режим микроклимата, то это позволит сохранить урожай, и как следствие предотвратить финансовые убытки.

Современные тепличные комплексы должны быть оборудованы всей необходимой измерительной аппаратурой для своевременной диагностики таких проблем. Это система мониторинга параметров микроклимата теплицы и мониторинга физиологических процессов растения. Оперативный мониторинг и коррекцию процессов, происходящих в теплицах, можно осуществлять дистанционно посредством интернет или сотовых сетей.

Автоматизированная система позволяет снизить издержки при выращивании овощей, экономить энергоресурсы и минимизировать влияние человеческого фактора.

АртПроект-путь в автоматизацию

«Умные теплицы» или как автоматизировать теплицу своими руками: современные технологии

Автоматика для теплицы: на что следует обратить внимание?

Итак, «разумная теплица» — это, прежде всего, автоматизированная конструкция, позволяющая производить работы с наименьшими физическими затратами. Чем больше автономных функций будет выполнять данное строение, тем меньше труда и времени придется тратить на обработку и уход за урожаем.

Выбирая или собирая автоматическую теплицу своими руками, нужно четко понимать, каких результатов можно ожидать от данной системы.

Существуют следующие современные технологии для теплиц:

  • автоматический капельный полив;
  • система поддержания температуры воздуха;
  • автоматизированная налаженность проветривания и вентиляции;
  • освещение;
  • теплоизоляция и подогрев;
  • система туманообразования низкого давления для теплиц.

Аккумулирование тепла

Первое ради чего устанавливают теплицы – это тепло. Поддерживая оптимальную температуру почвы и воздуха можно добиться урожайности в холодную или чересчур жаркую пору года.

Обогреть сооружение можно используя электрические обогреватели.

Как вариант можно оборудовать ее теплоизоляционным материалом для лучшего аккумулирования тепла (воздушно – пузырчатая пленка, двойное стекло, тепловые экраны, дерево).

Утепляя теплицу, не стоит забывать, что тепло может «ускользать» через треснутое стекло или вентиляционные проемы и форточки.

Утепляя парник, рентабельно используется солнечная энергия, за счет которой можно добиться дополнительного утепления и обогрева.

Аккумулировать теплоэнергию возможно при помощи труб установленных под крышей теплицы, работающих на вентиляторах обратного направления.

Вентиляция воздуха и проветривание

Для контроля температуры воздуха можно использовать вентиляционные системы теплиц. Многие растения нуждаются не только в подогреве, но и охлаждении и регулярном притоке свежего воздуха. Автономные системы могут быть снабжены автоматическим открывание и закрыванием форточек, работая при помощи гидроцилиндра, электросистем или теплопривода.

Гидравлические системы не требуют подачи электроэнергии и зачастую применяются для небольших парников. Реагируя на температурные перепады, устройство плавно корректирует показания термометра. Комфортный температурный режим возможно поддерживать используя систему зашторивания в теплицах.

В зимнее время года такой автомат для теплицы из поликарбоната помогает сохранить тепло, а в жару защищает урожай от перегрева. Сетка для затенения помогает вентилировать воздух при этом выбрасывая ненужный горячий воздух. Открытие и закрытие сетки контролируется электромотором.

Тепловые экраны делятся в зависимости от модификаций:

  • энергосберегающая. Обеспечивает сохранность температуры. Используется в регионах с преимущественно прохладными климатическими условиями;
  • затеняющая. Фольга, используемая в производстве создает светоотражающий эффект тем самым препятствует проникновению неблагоприятного горячего воздуха;
  • комбинированная. Включает в себя энергосберегающий и затеняющий эффект, используется в жарких регионах;
  • затемняющая. Используется для выращивания тенелюбивых саженцев, имеет 100% эффект тени;
  • световозвращающая. Применяется в парниках с искусственным освещением. Обладает тепло и влаго- пропускной способностью.

Термоэкран – еще одна разновидность системы зашторивания. Регулировать положение экрана возможно используя автоматизированную систему микроклимата. Существуют два вида зашторивания:

  • боковое;
  • вертикальное.

Механизм зашторивания устанавливается, учитывая погодные условия необходимые для растений. Движение механизма происходит за счет реечной передачи или стальных тросов.

Читайте также о термоприводах и терморегуляторах.

Технология вентиляции в промышленных теплицах:

Система орошения

Следующим пунктом в автоматизации теплицы будет система орошения. Увлажнение и полив необходим растениям не меньше чем воздух или освещение. Автоматизировать полив можно с помощью устройств способных контролировать объем, напор и время полива. На сегодняшний день востребована капельная, внутрипочвенная и дождевая система полива.

  1. Капельная система осуществляет подачу воды к корням растений, затрачивая минимальное количество воды. Кстати такую систему капельного полива можно сделать своими руками.
  2. Существует еще система микрокапельного полива АкваДуся. Как она работает? Узнайте .

  3. Внутрипочвенная система предполагает поступление влаги непосредственно к корням растений, сохраняя структуру почвы и поддерживая оптимальный уровень увлажнения (например с помощью пластиковых бутылок).
  4. Дождевая система работает при помощи оросительных насадок оборудованных вверху теплицы. Это самая простая и равномерно увлажняющая конструкция.

Варианты освещения

Следующее что нужно для автоматической теплице из поликарбоната это освещение. Ведь растениям необходимо очень много света, в особенности в период интенсивного роста, а в летний период наоборот нуждаются в затенении.

Планируя конструкцию оранжереи необходимо учитывать разновидность выращиваемых культур, например, тропическим растениям нужно намного больше света и поэтому можно дополнительно освещать только половину теплицы. Искусственное освещение легко регулируется, а подсветить культуру можно непосредственно в радиусе ее выращивания.

Для освещения используются люминесцентные, светодиодные, газоразрядные лампы.

Для проращивания рассады, а также дополнительного освещения зимой или в ночное время суток используются люминесцентные лампы, работающие по принципу дневного света.

В промышленных масштабах агротеплиц применяются газоразрядные лампы (натриевые, ртутные, металлогалогенные).

Наиболее популярным вариантом пользуются светодиодные светильники, обладающие неограниченным сроком службы и максимальной безопасностью. Провести освещение в теплицу можно самостоятельно.

Как видите можно легко сделать теплицу-автомат своими руками, достаточно продумать идеальное месторасположение.

Подводка электроэнергии подразумевает подпитку от электрощитовой или другого источника электроэнергии, поэтому необходимо продумать максимально удобное расстояние от парника к источнику энергии, от которой будет происходить подпитка. Тоже самое касается и системы полива, которая напрямую зависит от водоснабжения.

Преимущества автоматизации

Использование автоматической системы для теплиц дают возможность значительно облегчить труд на своем садовом участке и увеличить урожайность до нескольких раз. Установив автомат для теплицы своими руками достижимо создать благоприятные условия для развития и роста растений без участия человека.

Автономные системы орошения позволят сэкономить время, затраченное на полив, особенно на дачных участках, когда требуется полив даже в будние дни. Количество расходуемой воды и удобрений также существенно снижаются. Освещение и теплоподогрев позволяют круглогодично выращивать овощи и зелень в парниках.

Тепер Вы знаете все об автоматизации теплиц своими руками. Установив систему управления теплицей, трудозатратность снижается в несколько раз, а это значит, что садовый участок — это не только место для физической работы, а еще и место, где можно насладиться отдыхом и единением с природой!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *