ТЕПЛИЦЫ И ПАРНИКИ


ТЕПЛИЦЫ И ПАРНИКИ

Выбор теплицы

Основные типы теплиц

Основные типы конструкций

Отдельно стоящие теплицы

Примыкающие теплицы

Парники

Теплые и холодные парники

ВЫБОР МЕСТА ДЛЯ ТЕПЛИЦЫ,
ЕЕ РАЗМЕРА И
ВНУТРЕННЕЙ ПЛАНИРОВКИ

Выбор места для теплицы

Определение размеров теплицы

Планировка помещения теплицы

Конструкция входной двери

МИКРОКЛИМАТ В ТЕПЛИЦЕ
И КОНТРОЛЬ ЗА НИМ

Вода в теплице

Освещение и электричество в теплице

Системы охлаждения, обогрева и вентилирования

Контроль за микроклиматом в теплице летом

Управление микроклиматом в зимнее время

Гидропоника

Инсектициды в теплице

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ТЕПЛИЦЫ

Дерево как строительный материал

Обшивка теплицы

Внешняя обшивка теплицы

Другие материалы для каркаса теплицы

Теплоизоляция теплицы

Гидроизоляция теплицы

Двери теплицы

Альтернативные строительные материалы

Покраска теплицы

ПОКРЫТИЕ ТЕПЛИЦЫ

Прохождение света

Материалы покрытий теплицы

Герметики и герметизирующие прокладки

ФУНДАМЕНТ И ПОЛ ТЕПЛИЦЫ

Типы фундаментов

Типы полов

Изготовление бетонного фундамента и плиты

Сооружение блочного фундамента

Сооружение фундамента сухой кладки

Сооружение кирпичного фундамента

Сооружение каменного фундамента

Сооружение деревянного фундамента

МЕТОДЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

Сооружение сборной теплицы

Сооружение самодельной теплицы

Методы строительства с использованием стандартных пиломатериалов

Конструкционные детали теплицы

Установка покрытия

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, САНТЕХНИКА, ОБОГРЕВ

Монтаж электрической сети

Монтаж водопровода

Установка системы обогрева

ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ДЛЯ ТЕПЛИЦ

Стеллажи для растений

Полки и грядки

Инструменты и оборудование

Камера для проращивания семян

Стеллаж для выращивания рассады

Стол для пересаживания растений

Места для хранения

Рабочая одежда

Средства борьбы с насекомыми

ПРОЕКТЫ ТЕПЛИЦ

Традиционная теплица

Утепленная теплица

Теплица с наклонными стенами

Теплица со стрельчатыми арками

Примыкающая теплица

Теплица на сваях или на помосте

Арочная или туннелеобразная теплица

Оконная тепличка

Теплица-кладовая

Универсальный парник

Стол для пересаживания растений

Автоматическое открывание теплицы термопривод


Термопривод с доводчиком для теплицы, на форточку и дверь

Термопривод для теплицы — Всё, что нужно знать

Термопривод в разобранном виде

 

  1. Если вы держите теплицу или парник, то вам известно насколько важно обеспечить своевременное и правильно организованное проветривание.
    Во время поступивший свежий воздух обеспечивает:
    Приемлемый уровень влажности — вредоносные бактерии, а также всевозможные паразиты не смогут плодится в таких условиях
  2. Хорошие условия для фотосинтез
  3. Подходящую температуру — растения могут замерзнуть или усохнуть, если телицу недодержать/передержать открытой
  4. Микроклимат — чем он лучше, тем выше отдаче от теплицы в виде здорового урожая
  5. Здоровый иммунитет растений
  6. Природное опыление — насекомым, выполняющим эту задачу, тоже надо как-то проникать в теплицу/парник

К тому же, самостоятельно, как говорится «в ручную», вам с данной проблемой вряд ли удастся справиться. Ведь тогда пришлось бы вам в буквальном смысле слова пришлось бы поселиться в парнике и отпирать/закрывать двери и оконца строго по расписанию.

Установленный термопривод

Проветривание — действительно очень важный нюанс в садоводстве. Оно может стать или вашим союзником, или врагом — всё зависит от того, как вы подойдёте к его технической организации.
Наиболее оптимальным решением в данном случае будет автоматическое проветривание теплицы.
И автоматический термопривод для проветривания пригодится как нельзя кстати.

Как работает термопривод

Термопривод для теплицы — нехитрое, но весьма полезное приспособление. Он «умеет» автоматически открывать тепличные двери, оконца, форточки, створки именно тогда, когда это требуется.

 

Существуют три вида термоприводов:

Гидравлический

— весьма простой и доступный. Ему даже не нужно электропитание для успешной работы.

Гидравлический термопривод заправлен специальной жидкостью — циклогексанолом (гексалином). Эта жидкость очень чувствительно реагирует на повышение температуры.
Поэтому, когда в теплице наступают духота и мини-засуха (22-23 ºC в данном случае), жидкость начинает расширяться, толкая специальный шток. Вуаля, фрамуги теплицы открываются, впуская внутрь живительный воздух. Как только температура внутри снизится, произойдёт «отток» гексалина и теплица, соответственно, закроется.

Биметаллический

— такой термопривод для парника сделан из компонентов, металл которых имеет различные коэффициенты линейного расширения. Если становится жарко — металл расширяется, открывая оконца. Как только температура спадает — происходит сужение и теплица вновь надёжно закрыта.
Дешёвый и сердитый способ, однако такое устройство несколько маломощно и подойдёт для теплиц/парников с лёгкими створками.

Электронный

— самый дорогой и «навороченный» вариант автономного проветривания. Включает в себя программируемые температурные режимы, переход на летнее/зимнее время, составление температурного расписания на месяцы вперёд (до одного года), вентиляторы и т.д.
Данное решение довольно затратное с финансовой точки зрения. Кроме того потребуется бесперебойное электроснабжение, а также (желательно) аварийный генератор или даже солнечная панель, на случай внепланового отключения света.

Бренды и модели термоприводов

На данный момент на отечественном рынке представлено широкое разнообразие моделей данных устройств.
Они различаются такими нюансами как:

Наличие доводчика

— термопривод с доводчиком от обычного отличается тем, что его можно поставить на торцевую дверь/форточку. Так же он исключает «хлопанье» двери или форточки.

Стоимость

Гарантийной срок

— может варьироваться от полугода до нескольких лет.

Материал

— чем прочнее металл, тем больший вес фрамуги устройство может выдержать.

Ниже приведён список самых популярных брендов.

 

Русич:

Термопривод «Русич»
  • Страна: Россия
  • Установка: на дверь или форточку
  • Температура открытия: 23 ºC (не регулируется)
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 12 месяцев
  • Сайт: http://seera.ru/product/rusich/

Комфорт АЭРО:

Термопривод «Аеро»
  • Страна: Россия
  • Установка: на дверь или форточку
  • Температура открытия: выше 23 °C (не регулируется)
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 12 месяцев. Сайт: http://termoprivod.com/aero100.php

 

Синьор Помидор:

Термопривод «синьор помидор»
  • Страна: Россия-Дания
  • Установка: на дверь или форточку
  • Температура открытия: 17 – 30 ºC
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 2 года
  • Сайт: http://помидор-синьор.рф/avtoprovetrivaniya.html

 

 

Vent L:

Термопривод Vent-L

Теромопривод Vent-L
  • Страна: Россия-Швеция
  • Установка: на дверь или форточку
  • Температура открытия: 24 ºC
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 3 года
  • Сайт: http://www.vent-l.ru/

Шмель:

Термопривод «Шмель»
  • Страна: Россия
  • Установка: на дверь или форточку
  • Температура открытия: 16-32 ºC
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 1 год
  • Сайт: http://www.kinplast.ru/catalog/?ID=5917

Термопривод ТП-04:

Термопривод «ТП-04»
  • Страна: Россия
  • Установка: на дверь или форточку
  • Температура открытия: 21-26 ºC
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 6 месяцев
  • Сайт: https://mirinkub.ru/item/351-termoprivod-dlya-teplic-tp-04

Уфопар:

Термопривод «Уфопар»
  • Страна: Россия
  • Установка: на дверь или форточку
  • Температура открытия: регулируемая
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 1-2 года (зависит от комплектации)
  • Сайт: http://termoprivod-ufopar.ru/

 

Дуся Sun:

Термопривод «Дуся»
  • Страна: Россия
  • Установка: на дверь или форточку
  • Температура открытия: регулируемая
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 12 месяцев
  • Сайт: http://aquadusya.ru/dusyasun.php?id=6

 

Автоматический открыватель форточек «Термовент».

термопривод — «Термовент»

Цифра 1 на изображении — площадка для крепления к форточке (подвижная часть термопривода)

Цифра 2 — площадка для крепления к неподвижной части теплицы (неподвижная часть термопривода).

  • Страна: Дания
  • Установка: на дверь или форточку
  • Температура открытия: 17-25 ºC
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 12 месяцев
  • Официальный сайт: https://orbesenteknik.com/ru/produkt/thermovent-3/

 

Дубрава:

Термопривод «Дубрава»
  • Страна: Россия
  • Установка: на форточку
  • Температура открытия: 16 — 32 ºC
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 12 месяцев
  • Сайт: http://termoprivod62.ru/

 

Воля:

Термопривод «Воля»
  • Страна: Россия
  • Установка: на форточку
  • Температура открытия: 23 ºC
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 12 месяцев
  • Сайт: https://www.perchina.ru/

 

Благо:

Термопривод «Благо»
  • Страна: Россия
  • Установка: на форточку
  • Температура открытия: 23 ºC
  • Цена: уточняйте на сайте производителя.
  • Гарантия: 12 месяцев
  • Сайт: http://teplitsa-iz-polykarbonata.ru/

Пара полезных советов
Старайтесь подобрать усиленный термопривод. Он устойчив к ураганному ветру, может выдержать до 300 килограмм нагрузки, а также способен прослужить довольно долго — при правильной эксплуатации до 10-12 лет.
Дабы проветриватель оставался в «полной боевой» ещё долгое время, смазывайте шток машинным маслом два раза в год.
Не пытайтесь вручную затворить дверь/форточку, открытые данным устройством — это может повредить шток.
Если вы несколько стеснены в средствах, попробуйте смастерить термопривод своими руками.
Термопривод можно собрать из автомобильного амортизатора, газовой пружины, металлической трубки, пластиковой бутылки и т.д.
Для большей наглядности можно посмотреть этот пример: https://www.youtube.com/watch?v=Fm4dlMTcQ7c

 

Итак, теперь вы знаете что из себя представляет один из важнейших компонентов автоматической теплицы.
Вам не придётся беспокоиться о судьбе рассады или досаждать соседям по участку жалостливыми просьбами «проветрить теплицу ещё разок». Термопривод возьмет все хлопоты по проветриванию теплицы на себя.

Автоматизированные тепличные системы - Autogrow

КАКОВЫ ОБЩИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТЕПЛИЦЫ?

Общие преимущества автоматизации процесса выращивания огромны и многочисленны. Независимо от того, как вы планируете развивать свое растущее предприятие, автоматизация предлагает универсальные преимущества, которые позволяют достичь ваших целей - и даже некоторых других.

Снижение затрат на рабочую силу

За счет сокращения объема работы, которую необходимо выполнять вручную, вы можете снизить затраты на рабочую силу или позволить вам высвободить работников, чтобы они могли сосредоточиться на других важных областях.Идеально, если вы хотите расширить свой бизнес или познакомить своих сотрудников с новыми навыками.

Будьте точны

Точно знайте, что происходит в вашей теплице, и принимайте решения на основе данных, основанные на фактах, а не предположениях. Технологии и оборудование существуют, чтобы приносить пользу вам как производителю!

Повышайте качество и доходность

Если вы не измеряете, вы не можете улучшить. Автоматизация даст вам знания по повышению качества и урожайности, извлечет уроки из предыдущих циклов урожая и даст вам лучшую окупаемость инвестиций (ROI).

.

Автоматизация теплиц - ПЛК Arduino для управления и мониторинга

Требования к проекту для заказчика

Контроллер теплицы, который наш заказчик хотел автоматизировать, требовал дистанционного управления уровнями влажности, CO2, температуры и освещения различных пространств, составляющих теплицу, и системы, которая предупреждала бы его в случае обнаружения каких-либо переменных вне ассортимент.

Для достижения этой цели они решили использовать различные протоколы связи, такие как I2C и Ethernet, среди прочего, а также инструменты программирования, такие как Arduino IDE или Node-RED.

Для управления всей установкой заказчику потребовалось два контроллера Arduino Ethernet PLC. С одной стороны, промышленный контроллер получал данные от датчиков HVAC, по первому выбору, подключенных шиной I2C; Мультиплексоры I2C также были добавлены для покрытия всей установки, при втором и третьем вариантах установка также объединяет цифровые и аналоговые датчики.

Заказчик внедрил систему управления для каждой фазы (влажность, температура, уровень CO2 и яркость), где, глядя на уровень каждой переменной от датчиков, выбирал исполнительные механизмы (насосы, клапаны, вентиляция, свет) в эскизе, сделанном с Arduino IDE.

Чтобы контролировать ситуацию в контроллере теплицы, в систему был добавлен панельный ПК. Данные двух ПЛК Ethernet отправляются через Ethernet на панельный ПК.

В Panel PC брокер MQTT был сконфигурирован для обработки запросов, а инструмент программирования Node-RED использовался для создания инфраструктуры и управления связью между Ethernet PLC и Panel PC.

.

Новая теплица с накопителем тепла; система теплообмена воздух-вода (форум теплиц в Перми)

Хороший дизайн Дэн, я могу сказать, что вы инженер-механик. Мне нравится идея хранить тепло в воде и прятать его под землей. Я просто выскажу некоторые мысли в произвольном порядке ...

Если вы стремитесь к максимальному зимнему освещению, я думаю, что угол остекления может быть немного плоским (если вы не говорите 55 градусов от горизонтали). Вы примерно на 40 градусах северной широты, поэтому солнце равноденствия будет на 50 градусах, а солнце зимнего солнцестояния будет примерно на 27 градусах от горизонтали.Пожалуйста, дважды проверьте меня, потому что я немного исхожу из памяти. Я считаю, что многие люди стремятся примерно на 15 градусов по вертикали от солнечного угла равноденствия (для вас 35 градусов от вертикали). Таким образом, вы будете оптимально ловить солнце с ноября по январь, а не только с 21 декабря. Если ваше описание означало 55 от горизонтали, вам было бы хорошо идти. 55 от вертикали, вероятно, даст вам много солнца летом и меньше зимой, что может быть противоположным тому, что вы хотите.

Я слышал, что поддержание тепла в почве зимой приносит растениям больше пользы, чем воздух.Теплые резервуары под кроватями должны помочь. Возможно, вы захотите оставить доступ для прокладки линий горячей воды для теплообменника через почву в местах, не над резервуарами, чтобы они также получали немного тепла.

Я ничего не знаю о гидропонике, но вы можете использовать почвенное ложе в своих интересах, не наклоняя дно. Если бы вы сделали его плоским и запечатали, чтобы удерживать воду, растения могли бы набирать воду со дна почвы. Вам понадобится слив на дюйм или два от дна, чтобы он не промок.А поскольку я ничего не знаю, не делайте того, что я говорю. Но это может быть способ упростить полив или сделать его более автоматическим, когда растения пустят корни.

Как вы предотвратите раздавливание крышек резервуаров грязью? Было бы отстойно все это построить, засыпать грязью, а затем над резервуарами образовалось бы углубление.

Это далеко идущая идея, но поскольку вы инженер, я полагаю, вы справитесь с этим. Сделайте один из резервуаров батареей с фазовым переходом, используя глицерин.Прежде чем вы больше не сможете добраться до него, намотайте в резервуар целую связку pex или ирригационной линии, чтобы вы могли пропустить воду через нее и до теплообменника. Затем заполните емкость глицерином. Фаза изменяется на 65 градусов, что требует много энергии. Поэтому, когда тепло, вы пропускаете воду по спиральным трубам, чтобы расплавить глицерин. Затем, когда становится холодно, вы пропускаете холодную воду из комнаты через глицерин, чтобы нагреть ее.

Если вы можете поддерживать температуру выше 50 градусов, вы можете выращивать там цитрусовые...

Если вы устанавливаете пароизоляцию (что, я думаю, рекомендуется), я бы поместил ее с внутренней стороны osb, чтобы osb не заплесневел или не повредился водой.

Я не слежу за анкерными стойками. Разве существующих фальш-балок не хватает фундамента?

Некоторое стекло имеет низкоэмиссионное покрытие или другие вещи, которые могут помочь или повредить вам, в зависимости от того, какой стороной вы обращены. Если вы сможете выяснить, что у вас есть, и если это имеет значение, это может быть полезно.

Возможно, вам понадобится проход для доступа ко всем вашим растениям. Возможно, включите это с доступом к резервуарам, чтобы у вас была функция сложения (доступ, проход, погоня за водопроводом и т. Д.). К тому же это место для меньшего количества грязи. О, как только вы пройдете мимо резервуаров, сделайте из него камеру для червяков.

Удачи, похоже веселый проект!

.

Строительство подключенной теплицы - Часть 2

Реализация мониторинга и управления с помощью Python, MQTT и Node-RED

В Части 1 мой коллега Стюарт описал, как перед нами стояла задача создать подключенную теплицу - интегрируя датчики и средства контроля окружающей среды, и это визуально привлекательно, - прежде чем перейти к описанию основных компонентов и механической конструкции. В этом посте я продолжу с того места, где он остановился, и более подробно рассмотрю электронику и конфигурацию программного обеспечения.

Подсистемы

Вся система состоит из нескольких более мелких подсистем. Сама теплица оснащена датчиками и исполнительными механизмами / выходами, которые подключены к блоку Control .

Драйвер светодиодов содержит источник постоянного тока для светодиодов, который должен иметь входное напряжение 240 В, а не выход низкого напряжения. Он также подключен к блоку управления.

Наклонный передний настольный корпус оснащен 7-сегментными дисплеями и емкостными сенсорными переключателями для обеспечения консоли Console , которая позволяет контролировать среду и управлять ею вручную.

Блоки управления и консоли используют обмен сообщениями MQTT, и это осуществляется через облако Cloud , систему, сконфигурированную таким образом, что нет необходимости полагаться на какие-либо внешние (Интернет) службы.

Наконец, логику приложения можно просматривать и настраивать через веб-интерфейс, доступ к которому осуществляется с помощью системы Display , ПК Intel Compute Stick под управлением Ubuntu Linux.

Каждая подсистема немного более подробно описана ниже с перечислением основных компонентов, за исключением таких вещей, как перфокарта, светодиоды, резисторы и разъемы, описанные в Части 1.

Датчики и исполнительные механизмы

Сенсорные модули HTU21D и Bh2750 устанавливаются на одну из панелей крыши теплицы, причем датчик температуры и влажности направлен вниз, а датчик освещенности - вверх. Вентилятор 12 В постоянного тока со степенью защиты IP68 используется в качестве источника свежего воздуха для вентиляции с отверстием на противоположном конце теплицы для вытяжки. Вентиляционное отверстие вращается с помощью редукторного двигателя постоянного тока, а положение определяется с помощью кулачка и микровыключателя.Светодиодный модуль для садоводства встроен в другую панель крыши, и, хотя его радиатора должно хватить, прикреплен вентилятор, чтобы он оставался прохладным на ощупь.

Управление (интеграция датчика и исполнительного механизма)

Intel Edison была выбрана в качестве платформы для встраиваемых вычислений, поскольку она представляет собой компактную и в то же время достаточно мощную систему Linux, оснащенную флэш-памятью и беспроводной локальной сетью, а также большим количеством GPIO, к которым можно легко получить доступ благодаря коммутационной плате Arduino.

Простая схема была построена на плате Arduino proto, с транзисторами, используемыми для переключения 12 В на катушки трех реле. Эти реле, в свою очередь, переключают 12 В на блок драйвера светодиодов, а также охлаждающий вентилятор светодиодного модуля, двигатель вентиляции и вентилятор вентиляции теплицы. Четвертый транзистор подключен к выходу PWM на Edison, чтобы обеспечить сигнал управления скоростью для вентилятора.

Определение положения вентиляции достигается с помощью кулачка и микровыключателя, последний подключен к входному контакту на Edison, который замыкается на массу, когда контакты переключателя замыкаются.

Платы датчиков температуры + влажности и освещенности подключаются к Edison через шину I2C.

Светодиодный драйвер

Поскольку драйвер светодиода питается от сети, было решено разместить его в отдельном корпусе с реле для переключения его входа, который принимает сигнал (12 В) от блока управления. Поскольку светодиодный модуль Petunia излучает довольно интенсивный свет, было решено также иметь переключатель с ключом для отключения питания и большой красный индикатор, показывающий, когда это устройство включено.

Консоль (сенсорный дисплей и ручное управление)

И снова Intel Edison с коммутационной платой Arduino был использован для обеспечения встраиваемой вычислительной платформы. Емкостные сенсорные переключатели фиксируются и обеспечивают ввод управляющих сигналов для:

Сенсорные переключатели также оснащены светодиодами RGB, которые работают независимо от функции переключателя. Здесь было решено использовать зеленый цвет для обозначения активного автоматического режима и красный для активного ручного режима. Поскольку светодиоды требуют немного большего тока, чем может безопасно обеспечить выход Arduino, они снова управляются через транзисторы BC337.Переключатели также выводят Vcc - в данном случае 12 В, когда они активны, поэтому он был подключен к входным контактам Arduino через простые резистивные делители напряжения.

7-сегментные светодиодные модули подключены к шине Edison I2C.

Облако (обмен сообщениями и логика приложений)

Мы большие поклонники Intel NUC, поскольку он сочетает в себе высокую производительность в небольшом корпусе, особенно когда вы используете SSD-накопитель M.2, устраняя необходимость во внешнем диске SATA.Ранее мы использовали Core i5 NUC в ряде проектов, и даже Core i3 здесь почти наверняка излишни, но дает нам много места.

Дисплей (веб-интерфейс приложения)

Intel Compute Stick под управлением Ubuntu Linux был выбран в качестве изящного решения для доступа к веб-интерфейсу, который используется для мониторинга и настройки приложения. Его можно просто установить за монитором HDMI и управлять им с помощью беспроводной клавиатуры и мыши.

Программное обеспечение

Часть файла init-pins-control

Все подсистемы работают под управлением Linux, и хотя вы можете использовать IDE Arduino для написания приложений для Intel Edison, мы решили использовать Python.Мы также могли бы использовать один из множества других языков, например JavaScript или собственный C.

Intel Edison GPIO мультиплексируется, а плата расширения Arduino добавляет буферизацию и дополнительные подтягивающие резисторы, все из которых настраиваются через интерфейс Linux GPIO sysfs с использованием скриптов init-pins-control и init-pins-console в системах управления и консоли соответственно.

Сценарии инициализации контактов выполняются при запуске через конфигурацию systemd в init-pins.service , с примером, показанным выше для системы управления.

Контроль

Система управления имеет два сценария Python: один, который считывает датчики и публикует значения для брокера MQTT, а другой подписывается на темы MQTT для получения управляющих сообщений.

Основной цикл из первого из них, sensor-mqtt-pub , можно увидеть выше. Этот скрипт считывает датчики температуры + влажности и освещенности, публикуя показания в темах:

  • датчик / температура

  • датчик / влажности

  • сенсор / яркость

Если скрипту не удается прочитать датчик, он публикует значение 0.00 в тему, чтобы указать на сбой. Когда ему удается опубликовать сообщение, на плате Arduino Pro мигает красный светодиод. Если этот светодиод горит постоянно, это означает, что публикация не выполнена.

Второй сценарий, actators-mqtt-sub , подписывается на MQTT и получает сообщения, которые включают / выключают вентилятор и задают его скорость, открывают и закрывают вентиляционное отверстие, а также включают и выключают светодиодный модуль для садоводства. Фрагмент этого можно увидеть выше, показывая функцию открытия / закрытия вентиляционного отверстия и часть функции, которая устанавливает скорость вентилятора.Одна из замечательных особенностей Edison заключается в том, что он имеет аппаратную поддержку генерации ШИМ, и ее настройка так же проста, как запись в файлы в файловой системе Linux.

Темы, которыми занимается этот скрипт Python:

  • актуатор / освещение

  • привод / вентиляция

  • привод / скорость_вентилятора

Допустимые сообщения для первых двух тем - «включено» и «выключено», при этом они включают и выключают светодиодный модуль для садоводства Petunia, открывают или закрывают вентиляционное отверстие, а также включают или выключают вентилятор.В теме fan_speed для рабочего цикла вентилятора используется число от 50 до 100, а любое число 100 устанавливает его на 100%.

Каждый раз, когда скрипт получает сообщение, мигает зеленый светодиод на плате Arduino proto. Если этот светодиод горит постоянно, значит, не удалось подписаться.

На практике, если возникла проблема с публикацией или подпиской на MQTT, скорее всего, это была проблема сети или проблема самого брокера MQTT, в результате чего оба светодиода оставались горящими.

Два скрипта Python выполняются при запуске сенсорами теплицы .service и greenhouse-actators.service файлы конфигурации systemd, которые гарантируют, что они запускаются только после того, как будет запущен соответствующий сценарий оболочки инициализации вывода GPIO.

Консоль

Консоль запускает три сценария Python, и первый из них, sensor-indicator-mqtt-sub , подписывается на MQTT и получает показания датчиков, которые используются для обновления 7-сегментных светодиодных дисплеев.

Второй сценарий, Switches-mqtt-pub , считывает состояние трех емкостных сенсорных переключателей и публикует сообщения в темах:

  • теплица / режим («автоматический» или «ручной»)

  • теплица / ручная / освещение («включено» или «выключено»)

  • теплица / ручная / вентиляция («вкл.» Или «выкл.»)

Помимо публикации в MQTT, этот скрипт устанавливает цвет переключателя режима на красный или зеленый, в зависимости от того, активирован он (ручной режим) или нет (автоматический режим - по умолчанию).

Третий сценарий, actator-sizes-mqtt-sub , подписывается на следующие темы MQTT:

  • теплица / режим

  • актуатор / освещение

  • привод / вентиляция

Светодиоды емкостных переключателей освещения и вентиляции горят, если на светодиодный модуль Petunia подана команда или если вентиляция активна.Однако цвет, которым они подсвечиваются - зеленый или красный - также используется для обозначения того, находится ли система в автоматическом или ручном режиме.

Как и в случае с системой управления, зеленый и красный светодиоды на плате Arduino proto используются для индикации успешной и неудачной публикации и подписки MQTT. systemd также снова настраивается через файлы * .service для запуска сценариев Python при загрузке, но после инициализации контактов GPIO.

Облако

Облачная система настроена для запуска Ubuntu Linux и следующих приложений:

При настроенном MQTT показания датчиков можно публиковать через систему управления, подписывать на них через консоль и использовать для обновления 7-сегментных светодиодных дисплеев.Состояние емкостного сенсорного переключателя также считывается и публикуется в разделах MQTT. Однако в темах MQTT не публикуются процессы, которые управляют выходами системы, то есть вентиляцией (вентилятор + вентиляция) и освещением (светодиодный модуль).

Хотя мы могли реализовать логику управления с помощью вышеупомянутых сценариев Python или дополнительных, было решено сделать это вместо этого с помощью Node-RED, визуального инструмента для подключения к Интернету вещей. Поскольку это сохранит код, который взаимодействует с физическим миром - датчиками и выходами - достаточно простым, а также позволит очень быстро создать прототип новой логики и, если мы захотим, выполнить интеграцию с другими системами, благодаря мощности Node- КРАСНЫЙ.

Поток приложений

Полный поток Node-RED можно увидеть выше, и в этом мы можем видеть с левой стороны, что мы подписаны на темы MQTT для температуры, влажности и яркости, а также темы для состояния переключателя режима, переключателя вентиляции и Переключатель освещения.

В правой части потока публикуются темы MQTT для вентиляции, скорости вентилятора и освещения.

Поскольку у нас нет никакого контроля над температурой в теплице, мы просто подключаем этот вывод темы MQTT к узлу отладки, который позволяет нам распечатывать сообщения, полученные по теме.

Сообщения, полученные через тему MQTT Humidity, вводятся в функцию контроля влажности. Это настроено на максимально допустимую влажность, которая, если она превышена и система находится в автоматическом режиме, приведет к включению вентиляции путем публикации «вкл» в теме «Вентиляция».

Аналогичным образом, показания уровня освещенности анализируются функцией управления освещением, которая в зависимости от них и еще раз от режима работы системы выдает сообщение «включено» или «выключено», которое затем публикуется в теме «Освещение».

Внизу потока у нас есть три функции, которые устанавливают глобальные переменные, отражающие состояние емкостных сенсорных переключателей. Если система находится в ручном режиме, то функции управления влажностью и освещением будут игнорировать показания датчиков и использовать состояние емкостного переключателя, чтобы определить, следует ли включать или выключать вентиляцию и освещение.

Также обратите внимание, что каждая функция имеет несколько дополнительных строк кода, которые обновляют индикатор состояния, с точкой, указывающей автоматический режим, и кружком, указывающим на ручной режим, красный цвет означает, что этот выход выключен, а зеленый - что он включен.Например, зеленый кружок под функцией контроля влажности означает, что система находится в автоматическом режиме и вентиляция активна.

Наконец, скорость вентилятора устанавливается через узел Inject, который позволяет настраивать полезную нагрузку - в данном случае рабочий цикл вентилятора - которая затем публикуется в теме actator / fan_speed .

Возможные улучшения

Теперь, когда у нас есть вентиляция и освещение, управляемые через Node-RED, с данными, доступными от датчиков температуры, влажности и света, мы можем очень быстро изменить логику приложения и / или интегрировать другие системы, например.грамм. через веб-API для реализации более продвинутых функций.

Одним из очевидных улучшений было бы, вместо простого включения и выключения вентилятора, ускорение и замедление двигателя вентилятора по мере увеличения и уменьшения влажности. А для добавления контроля температуры потребовалось бы просто установить дополнительную простую схему для переключения нагревателя через другое реле или, возможно, через сетевой выключатель дистанционного управления.

Мы можем легко построить график измерений датчиков и контрольных выходов, добавить уведомления по электронной почте и многое другое... Список возможных улучшений бесконечен.

Подведение итогов

Это был интересный проект, над которым можно было работать, и он, надеюсь, демонстрирует, как простые сценарии Python могут использоваться вместе с универсальной платформой, такой как Intel Edison, для быстрой интеграции датчиков и выходов. Использование MQTT в качестве «клея» для ускорения разработки распределенных систем с быстрым развитием логики управления и потенциальной интеграцией более продвинутых функций через Node-RED.

Файлы дизайна для пользовательских акриловых компонентов можно найти вместе со сценариями оболочки и Python в репозитории проекта GitHub.

- Андрей Бэк

.

Смотрите также

 
Copyright © - Теплицы и парники.
Содержание, карта.