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

Термопривод для теплиц как правильно установить


Термопривод для теплиц - как сделать и установить своими руками!

Каждый садовод мечтает о том, чтобы работа на дачном участке была не только приятной, но и легкой. Облегчают труд различные автоматические оросители, насосы, появляются всевозможные средства, которые позволяют не просто защитить урожай от вредителей, но и значительно увеличить его объемы. А многие также мечтают и модернизировать свою теплицу, которая должна не только хорошо сохранять тепло, но и своевременно проветриваться.

Как было бы здорово автоматиизировать проветривание — не всегда есть возможность ежедневно посещать дачный участок, приходится просить открывать теплицу соседей, у которых и своих хлопот хватает. Но выход есть – можно приобрести компактный, но функциональный термопривод для теплицы, с помощью которого вы легко сможете автоматизировать данный процесс.

Термопривод для теплиц

Содержание статьи

Зачем нужна вентиляция теплицы

Теплица перед дачником ставит всегда несколько задач – как сберечь тепло, защитить насаждения от неблагоприятных климатических условий и погоды, так и вовремя проветрить эту конструкцию, чтобы избавиться от излишков влаги и несколько снизить температуру воздуха в ней. Но мало кто задумывается, почему же необходимо внимательно следить за микроклиматом в теплице и вовремя проветривать эту конструкцию.

Термопривод-ДВ с кронштейном и доводчиком (газлифтом)

Основные причины необходимости проветривания теплиц.

  1. В теплицах, где плохо организовано проветривание, держится высокий уровень влажности, из-за чего активно размножаются болезнетворные микроорганизмы.
  2. Влажные и душные условия очень любят не только бактерии, но и различные вредители.
  3. Растениям необходим свежий воздух для «дыхания», вернее, для процесса фотосинтеза.
  4. Для растительных организмов чрезмерно высокая температура очень вредна — они начинают иссушиваться, «сгорать» и в итоге погибают.
  5. Правильно организованная вентиляция обеспечит отличный микроклимат, что положительно скажется на самочувствии растений и качестве урожая.
  6. Хорошее проветривание позволяет закалить растения, улучшить их иммунитет.
  7. Проветривание поможет закалить и рассаду, стоящую в теплице, приучить к самостоятельной жизни в грунте.
  8. Воздухообмен и проветривание нужны для осуществления процесса опыления растений.

Внимание! Температура воздуха выше +40 градусов и палящее солнце очень вредны для растений. Некоторые культуры и вовсе погибают от избытка тепла. Помните, что температура воздуха в закрытой теплице может расти очень быстро. Следить за ее (температуры) уровнем поможет термометр, установленный внутри конструкции.

Чтобы растения и цветы выросли быстро, позаботьтесь о вентиляции

При этом важно не просто наличие вентиляции, но и ее правильная организация. Как попало смонтированных форточек будет явно недостаточно – как правило, примитивная система проветривания, удобная человеку, не подходит растениям.

Особенно важно проветривание для теплиц из поликарбоната. В обычной теплице у растений есть хоть небольшой, но шанс, что свежий воздух проникнет через щели в конструкции. С этой же точки зрения поликарбонатные теплицы можно назвать практически герметичными.

Потолочное автоматическое проветривание

Однако с проветриванием нужно быть очень осторожным – теплолюбивые тепличные культуры могут и погибнуть из-за сквозняка и холодного воздуха. Именно поэтому теплицу необходимо закрывать на ночь даже в теплую погоду – заморозки могут ударить без предупреждения и загубить все ваши труды.

Чтобы правильно обеспечить в теплице проветривание и циркуляцию воздуха, садоводам необходимо внимательно следить за погодными условиями, а также постоянно находиться на дачном участке, чтобы иметь возможность то открывать, то прикрывать двери и окна в тепличной конструкции. А это не всегда удобно, например, работающему человеку. Но даже эта непростая ситуация  теперь имеет решение. Вы можете приобрести термопривод для теплицы, который будет обеспечивать автономное проветривание конструкции, делая за вас эту хлопотную работу.

Универсальный автоматический проветриватель теплиц для боковых и купольных форточек

Что такое термопривод?

Термопривод тепличный – небольшое устройство, которое позволяет автоматически закрывать и открывать двери, фрамуги, форточки при достижении определенного уровня температуры воздуха. Человеку не придется контролировать данный процесс после установки этого простого механизма. Кстати, работает прибор «сам по себе» – вам не нужно ни проводить электричество в теплицу, ни приобретать батарейки. Проще говоря, термопривод тепличный – это автоматический проветриватель.

Термопривод – система автоматизации теплицы — способная открывать как потолочную форточку (идеальную для проветривания), так и распашное окно и дверь в теплицу

Как же он работает? Все просто: при температуре воздуха более +23 градусов жидкость, которая обладает способностью плавиться (циклогексанол), начинает расширяться, заполнять собой специальную камеру, тем самым двигая шток, который и заставляет открываться дверь или форточку. Если же температура воздуха снижается, эта же самая жидкость начинает уменьшаться в объемах, сжимаясь и втягивая шток обратно. Соответственно, створка также закрывается следом.

Термопривод для автоматического открывания форточек

Внимание! Для того чтобы устройство могло управлять распашными окнами, необходимо также дополнительно использовать противовесы, пружины.

Основные преимущества термопривода.

  1. Надежность – на протяжении всего гарантийного срока службы термопривод точно не подведет садовода.
  2. Гарантийный срок составляет 10 лет постоянной работы, однако на деле он не ограничен.
  3. Устройство не требует каких-либо дополнительных регулировок.
  4. В комплектацию входят все необходимые элементы крепежей и непосредственно сам термопривод.
  5. Термопривод легко и быстро устанавливается. Справится с этой задачей любой.
  6. Термопривод может закрывать/открывать не только дверцы и форточки, но также поднимаемую раму на потолке или распахивающееся окно.

Таблица. Комплект поставки тепличного термопривода.

ДетальКоличество/описание
Термопривод1 шт.
Доводчик (газовая пружина) Не позволяет дверям хлопать и резко закрываться, 1 шт.
КронштейнПри помощи него крепится устройство, 2 шт. Также необходим кронштейн и для возможности открывания створки, 1 шт.
Фиксирующие элементы или фиксаторы 4 шт.
Саморезы 4,2х16 6 шт.
Схема устройства термопривода для теплиц

Отметим, что в комплектацию механизма ходят все необходимые детали для открывания и закрывания любой створки.

Автоматическое проветривание теплицы

Технические особенности термопривода следующие:

  • длина самого устройства между опорами легко меняется от 44 до 33 см;
  • штоковый ход – до 10 см;
  • усилие номинальное, которого достаточно для открывания и закрывания любой створки, составляет 10 кгс;
  • гидроцилиндр, входящий в состав термопривода, способен выдержать давление на шток до 200 кг – благодаря этому устройство является очень прочным и не позволяет двери или окну закрыться даже при сильных порывах ветра;
  • температура использования колеблется от -40 до +60 градусов;
  • температура, когда начинается закрывание двери, составляет +22 градуса;
  • температура, когда начинается активное открывание двери, равна + 24 градусам.
Термопривод Vent — цепочка от ветряных нагрузок

Цены на теплопривод для теплиц

теплопривод для теплиц

Установка термопривода

Как же установить это нехитрое, но действительно полезное устройство к себе в теплицу? Все очень просто – достаточно следовать пошаговой инструкции.

Способы установки тепличного термопривода

Шаг 1. Проверьте, как открывается и закрывается дверь, форточка или окно. Створки должны легко проворачиваться на петлях, вы не должны прилагать больших усилий.

Вначале проверьте работоспособность окон, форточек и дверей

Шаг 2. Наметьте при помощи маркера место на створке, где будет установлена часть механизма – кронштейн, который находится в единичном числе. Он должен крепиться таким образом, чтобы шток в одной из деталей устройства мог двигаться на 8-10 см. Просверлите отверстия и закрепите его двумя саморезами.

Крепление кронштейна

Шаг 3.  Возьмите другие кронштейны (в наборе 2 шт.) и установите их при помощи саморезов на стенку теплицы и дверной проем так, чтобы при полном открывании створки расстояние между опорными центрами устройства было 44 см. Один из кронштейнов (для газовой пружины) крепится на раме, второй (для термопривода) – на стене.

Другие 2 кронштейна крепятся к стенке теплицы и дверному проему

Внимание! Во время установки внимательно следите за тем, чтобы ни один из элементов термопривода не терся об оконную раму или дверной косяк.

Шаг 4. Наденьте специальные фиксаторы на газовую пружину и непосредственно сам термопривод.

Так должны крепиться специальные фиксаторы

Шаг 5. Возьмите термопривод и начинайте монтировать его на той стороне теплицы, что противоположна открываемому проему. Термопривод – эта та деталь, которая длиннее других.

Шаг 6. На кронштейнах имеются специальные шаровые опоры, на которые и надеваются фиксаторы, имеющиеся на концах термопривода и газовой пружины. Эти детали, установленные на других краях частей устройства, закрепите на первом кронштейне, установленном на створке ранее.

Шаг 7. Проверьте работоспособность устройства, после чего можете приступать к использованию термопривода.

Внимание! И пружину, и термопривод устанавливайте так, чтобы хромированный шток смотрел вниз. И, не уходя далеко, еще один совет – перед монтажом поместите газовую пружину в холодильник, чтобы она сжалась.

Автомат открывания форточки «Воля»

Кстати, если вам понадобится демонтировать прибор (рекомендуется это делать на зиму), то всего лишь на 2-3 мм приподнимите специальную стопорную пружинку на фиксаторе.

Инструкция по монтажу тепличного термопривода Vent-L. Файл для скачивания (нажмите на ссылку, чтобы открыть PDF-файл в новом окне).

Инструкция

Такое устройство, как термопривод для теплицы, можно купить в садоводческих магазинах или заказать в интернете. А также можно сделать и своими руками.

Как выглядит самодельный термопривод для теплицы

Термопривод для теплицы своими руками

Вы можете сделать термопривод из деталей старого офисного стула. Собственно, от последнего вам нужна лишь одна деталь – цилиндр, который отвечает за подъем и спуск сидения. Он состоит из двух штоков – стального и пластикового. Итак, начнем.

Цилиндр от офисного стула

Шаг 1. При помощи тисков удалите пластиковый шток. Внутри вы обнаружите штырь, сделанный из крепкой стали.

Пример устройства цилиндра (газлифта)

Шаг 2. Возьмите стержень из металла, желательно стальной, 8 мм диаметром, и зажмите его надежными тисками таким образом, чтобы он выступал примерно на 6 см.

Шаг 3. Установите на стержень цилиндр, надавите сильно и полностью уберите воздух из него.

Шаг 4. Срежьте цилиндр, на котором имеется конусность, используя обычную болгарку, и выдавите из него металлический шток. При этом не испортите гладкую поверхность и элемент из резины, присутствующий на штоке.

Шаг 5. Сделайте на краю штока резьбу М8, а гильзу, что была внутри цилиндра, верните на место.

Шаг 6. С поршня из алюминия снимите резиновые кольца.

Шаг 7. Вставьте поршень в гильзу, которая находится внутри цилиндрической части, и выньте его из цилиндра. Старайтесь не испортить своими действиями сальник. Навинтите гайку М8 – она необходима, чтобы поршень случайно не провалился вовнутрь конструкции.

Гайка М8 оцинкованная

Шаг 8. Вставьте поршень из алюминия в гнездо от клапана. К краю цилиндра с обрезанной стороны приварите металлическую трубу максимально герметично. На резьбу, которая имеется на штоке, накрутите гайку М8 удлиненную.

Шаг 9. Соедините механизм с рычагами управления створкой и заполните обычным моторным маслом. При этом не забудьте удалить воздух. Чтобы этот процесс был удобнее, установите с одной стороны трубы заглушку, а с другой – шаровой кран.

Простой вариант — схема термопривода для автоматического проветривания из стеклянных банок Самодельное устройство для проветривания на основе сильфона

Тепличный термопривод из газового амортизатора

Термоприводный механизм можно сделать и другим способом – из автомобильного амортизатора.

Автомобильные газовые амортизаторы Поршень в фас

Шаг 1. Возьмите два отрезка металлической трубы длиной 1 м каждый и сделайте на них резьбу. Соедините их тройником в середине, а на концы установите заглушки (стандартные сантехнические).

Крепление цилиндра

Шаг 2. У автомобильного амортизатора удалите шпильку в нижней части и просверлите отверстие в донышке (диаметр 8,5 мм). Нарежьте резьбу М10З1.23 и там.

Крепление штока

Шаг 3. Возьмите гайку 10х1,25, а также болт для тормозного шланга. Болт имеет небольшое отверстие в середине. Просверлите его насквозь.

Поршень в профиль

Шаг 4. Просверлите отверстие на 10 мм и в заглушке, затем вставьте изнутри в нее болт, накрутите гайку, а остатки болта вкрутите в резьбу, которую вы сделали на амортизаторе. Все это соедините через паронитовые прокладки.

Сопряжение штока и цилиндра

Шаг 5. Присоедините заглушку со сделанной ранее резьбой к тройнику.

Шаг 6. Система почти готова. С одного края металлической трубы открутите заглушку и влейте туда масло. Сдвиньте и зафиксируйте шток в нижнем положении, выпустите воздушную массу из амортизатора.

Гидроцилиндр для теплицы из автомобильного газового поршня

Шаг 7. Закрутите заглушку. Установите готовый механизм в тепличной конструкции. Кстати, трубы можно установить над грядками и крепить к ним (трубам) подвязки для растений.

Один из вариантов самоделки

Тепличный термопривод из гидроцилиндра

Создать самостоятельно термопривод можно и из автомобильного гидроцилиндра.

Термопривод можно сделать своими руками и из гидравлического цилиндра от автомобиля

Шаг 1. Возьмите гидроцилиндр и сделайте отверстие в его корпусе, чтобы выпустить газ. В отверстии сделайте резьбу 10х1,25.

Шаг 2. Присоедините к отверстию тормозной шланг от «Нивы» с помощью болта М6 и такой же шпильки, которая присутствовала на дне цилиндра.

Шаг 3. Сделайте ресивер или закажите его у токаря.

Шаг 4. Удалите воздух из системы. Как правило, это происходит во время заполнения ее маслом. Следите, чтобы шток цилиндра был утоплен полностью и не забудьте протестировать систему на герметичность.

Отопление теплицы из поликарбоната зимой

В этой статье вы найдете лучшие способы обустройства отопления в теплице из поликарбоната, а также подробные пошаговые инструкции! Также советуем прочитать материал про капельный полив своими руками из ПВХ труб.

Уход и использование

Чтобы термопривод служил долгие годы, ему требуется соответствующий уход. Основные принципы обслуживания механизма приведены ниже.

  1. Не забывайте каждый год смазывать конструкцию маслом.
  2. Самостоятельно не разбирайте устройство, иначе оно может прийти в негодность.
  3. На зиму термопривод желательно снимать, чтобы он не пришел в негодность во время сильных холодов.
  4. Помните, что работе механизма ничто не должно мешать. Ни в коем случае не фиксируйте его в закрытом состоянии.
  5. На дверях и форточках не должно быть никаких защелок, щеколд, замков, которые могут помешать работе термопривода.
  6. Не открывайте дверцу с термоприводом, прилагая большие усилия.
При открывании двери не нужно прилагать слишком большие усилия

Теперь вы знаете, как упростить себе работы на дачном участке. Даже если это всего лишь автоматическое проветривание теплицы при помощи термопривода. Одно дело, если у вас на участке всего одна маленькая тепличная конструкция, но представьте, если их несколько? К тому же, благодаря термоприводу, вам не придется ездить на дачу каждый день.

Видео — Термопривод

Видео — Обзор, комплектация и сборка термопривода

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!

.

Как установить пластик в теплице | Руководства по дому

Один из самых недорогих способов ограждать теплицу - использовать пластик. Полиэтилен, или поли, пластик - это прочная непрозрачная пленка, покрывающая всю крышу, боковые и торцевые стенки теплицы. Благодаря успешной установке ваше замкнутое пространство защищено от сквозняков и от неблагоприятных погодных условий. Процедура установки, обычно прикрепляемая к основному каркасу конструкции, должна быть стратегически спланирована, чтобы прочность пленки не подвергалась риску из-за местных колебаний температуры или случайного разрыва из-за неправильного размещения.

Поместите пластиковый рулон возле конструкции теплицы на ночь. Этот процесс позволяет пластику адаптироваться к температуре наружного воздуха.

Выбери прохладное утро для установки. Не работайте с пластиком в жаркую погоду. Пластик расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении, вызывая разрывы и повреждение пленки.

Поместите пластиковый рулон на крышу теплицы. Используйте лестницу с другом, держащим основание для безопасности, чтобы добраться до крыши, если ваша конструкция высокая.

Оберните пластик по самой длинной длине крыши. Позвольте пластику свисать с торцевых стен с обеих сторон. Материал должен касаться земли и иметь дополнительную слабину для крепления.

Сверните пластик с крыши по обеим сторонам. На этом этапе вся ваша теплица должна быть закрыта.

Потяните пластик вниз по направлению к земле, пока он не натянется на торцевой стене. Прижмите деревянную планку к пленке на деревянном каркасе основания конструкции.

Прибейте планку к каркасу с помощью молотка и гвоздей. Для наилучшего крепления в планку установите не менее 3 гвоздей.

Продолжайте добавлять деревянные планки к основанию торцевой стены с помощью гвоздей и молотка, пока эта сторона не будет полностью прикреплена.

Потяните пластик вниз к земле на противоположной торцевой стене. Прикрепите пленку к основанию с помощью деревянной рейки, гвоздей и молотка по всей длине торцевой стены.

Потяните пластик на землю по бокам конструкции.Прикрепите пластик к основанию с помощью деревянной рейки, гвоздей и молотка.

Продолжайте добавлять деревянные планки и гвозди, пока обе стороны конструкции не будут прикреплены к обрамлению.

Срежьте излишки пластика ножницами на уровне земли, чтобы добиться лучшего внешнего вида.

.Система верхнего дождевания

для теплиц

Мы участвуем в партнерской программе Amazon Services LLC Associates, предназначенной для предоставления сайтам средств для получения рекламных сборов с помощью ссылок на Amazon.com. Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.

Системы орошения теплиц упрощают обслуживание теплицы, экономя массу времени. В этом посте я покажу вам, как именно спроектировать и установить собственную систему полива теплицы своими руками.


Мне очень нравится иметь теплицу на заднем дворе. Было так весело продлевать вегетационный период как весной, так и осенью.

Это действительно имеет огромное значение для продления нашего короткого вегетационного периода здесь, в Миннесоте. И это изменило правила игры для моего огорода!

Использование теплицы для продления вегетационного периода

Но, поскольку дождевая вода не может попасть в теплицу, полив может быстро стать огромной рутиной.

Вот почему мне не потребовалось много времени, чтобы понять, что мне нужно придумать, как поливать теплицу без необходимости постоянно вытаскивать шланг.

Наша навесная система полива теплиц своими руками

В продаже есть много различных систем полива теплиц, но они дорогие. Кроме того, эти системы водного орошения обычно предназначены для использования в коммерческих теплицах, а не в теплицах на заднем дворе, как наша.

Итак, мой очень умелый муж придумал идею простого проекта системы полива теплицы своими руками.Он спроектировал и установил в моей теплице дождевальную систему, чтобы облегчить мне жизнь.

Это было так просто. На его сборку и установку у него ушло всего около 20 минут. Кроме того, для системы полива теплицы своими руками это было довольно дешево. Это был огромный дополнительный бонус!

Позвольте мне сказать вам, что касается систем полива теплиц, это самый простой вариант, который вы найдете!

Необходимые материалы для полива теплиц

Проектирование систем полива теплицы своими руками

Звучит сложно.Но на самом деле довольно легко придумать схему полива теплицы, которая лучше всего подойдет вам.

Каждая спринклерная головка опрыскивает до 15 футов. Итак, сначала вам нужно измерить площадь теплицы, чтобы определить, сколько оросительных головок вам понадобится.

Имейте в виду, что в углы теплицы, наиболее удаленные от головок спринклера, будет меньше воды, поэтому убедитесь, что брызги от каждой из головок спринклера перекрывают друг друга, чтобы обеспечить полное покрытие.

крупным планом работающих головок верхнего полива теплицы

Конструкция нашей системы полива теплицы очень проста, мы решили, что просто проведем магистральную поливинилхлоридную трубку вниз по центральной балке на самом верху теплицы.

Моя теплица 20 футов в длину и 18 футов в ширину. Таким образом, нам нужно было всего три дождевальные головки, равномерно расположенные по центру для полного покрытия.

Если ваша теплица больше моей, возможно, вам придется немного изменить дизайн орошения теплицы.

Одна из идей заключается в установке двух комплектов дождевателей для теплиц на каждой стороне в форме U, соединяющих их с помощью угловых соединителей 1/2 ″.

Этапы установки верхней спринклерной системы для теплиц

Шаг 1: Выясните, сколько оросительных головок вам понадобится - Я уже упоминал об этом, но как напоминание, разбрызгиватели для кустарников на 360 градусов, которые мы использовали для распыления до 15 футов .

Вы хотите, чтобы брызги от каждой из головок перекрывали друг друга, чтобы убедиться, что в теплице нет участков, которые не поливаются.

Мы расположили наши спринклерные головки на расстоянии примерно 6-7 футов друг от друга, чтобы обеспечить достаточное перекрытие, но вы можете расположить их немного больше, если хотите.

Спринклерные головки и стояки для теплиц

Шаг 2: Закройте один конец шланга - Проще всего сначала закрыть один конец полиэтиленовой трубы, используя торцевую крышку из полимерной трубы перед установкой спринклерных головок.Просто наденьте заглушку на один конец трубки, и все готово.

Установка торцевой крышки на трубку спринклерной системы

Шаг 3: Добавьте спринклерные головки к трубке - Чтобы установить спринклерные головки, отрежьте трубку с помощью инструмента для резки ПВХ (вы можете использовать пилу для резки труб из ПВХ, чтобы разрезать ее вместо).

Резка полиэтиленовой трубки для спринклеров теплицы

Затем вставьте тройник в оба конца трубки. Как только это будет закреплено, прикрутите один из стояков спринклерной головки к тройнику, а затем установите головку разбрызгивателя на верхнюю часть стояка.

Установка стояка для оросительных головок теплицы

После того, как он закреплен, измерьте расстояние от этой первой спринклерной головки до места, куда уйдет следующая. Затем просто повторите эти шаги для остальных головок, которые вы устанавливаете вдоль полиэтиленовой трубки.

Установка спринклерных головок теплицы на верхнюю часть стояка

Шаг 4: Установите шланговый фитинг на конец трубки - После того, как вы закончите установку всех спринклерных головок, которые вам понадобятся для ваших верхних спринклеров, вы Все готово к установке последней детали - штуцера шланга крана.

Установка шлангового фитинга для спринклерной системы «сделай сам» для теплицы

Измерьте длину трубок на вашей верхней спринклерной системе. Затем отрежьте трубку и прикрепите к ее концу шланговый фитинг.

Убедитесь, что длина трубки достаточно велика, чтобы ее можно было легко прикрепить к садовому шлангу.

Шаг 5: Протестируйте систему орошения теплицы - Теперь, когда у вас все собрано, обязательно проверьте ее, чтобы убедиться, что все работает без протечек, перед установкой.

Гораздо проще устранить утечки, когда вы можете положить его на землю, чем подниматься по лестнице в теплице, чтобы позже попытаться устранить утечки наверху.

Тестирование верхних оросителей для теплицы перед установкой

Чтобы проверить свою систему, просто прикрутите насадку к садовому шлангу и включите ее. Если утечек нет, то все готово.

Оросительная система для теплицы, подключенная к садовому шлангу

Если вы обнаружите утечки, их можно легко устранить с помощью ленты с трубной резьбой.Лента для трубной резьбы помогает обеспечить более плотную посадку и лучшее уплотнение на трубной резьбе, помогая предотвратить утечку.

Лента с трубной резьбой помогает плотно прилегать оросительным головкам и стоякам

Шаг 6: Установите верхнюю спринклерную систему теплицы - Каркас моей теплицы сделан из труб из ПВХ, что упростило установку моих верхних спринклеров. Мы просто использовали стяжки, чтобы прикрепить полиэтиленовую трубу к каркасу теплицы.

Простая установка дождевальной установки в теплице с помощью стяжных стяжек

Если ваша теплица сделана из дерева, вы можете использовать стяжные ленты 1/2 ″, чтобы прикрепить систему орошения теплицы к раме.

Вот и все, я же говорил, что это легко!

Эксплуатация наших дождевателей для теплиц

Готово!

Система самополива Easy Greenhouse

Теперь, когда установлена ​​ваша собственная система полива теплицы, сделанная своими руками, почему бы не сделать еще один шаг вперед и не превратить ее в автоматическую систему полива?

С обычным таймером полива сада это очень просто! После того, как все было установлено в теплице, я просто подключил садовый шланг к таймеру, настроил его и забыл.Если вы хотите использовать патрубок для нескольких шлангов, вы можете использовать простой разветвитель для садовых шлангов.

Таймер моей автоматической системы полива теплицы

После установки таймера системы полива теплицы я рекомендую регулярно проверять теплицу, чтобы убедиться, что все получает достаточно воды.

Вы можете обнаружить, что вам нужно настроить таймер через несколько дней работы ваших автоматических дождевателей или когда ваши растения начнут расти.

Наша самодельная верхняя спринклерная система для полива теплиц

После того, как ваша система полива теплицы подключена к автоматическому таймеру полива, полив теплицы превращается в рутинную работу без рук.

И жизнь становится ох. Так. Многое. Полегче! Одним делом меньше, уууу!

Аааааааааааааааааааа ладно лучше, чем вытаскивать садовый дождеватель и перемещать его несколько раз для полного покрытия.

Наша автоматическая система полива теплицы значительно упрощает жизнь

Коммерческие системы полива теплицы безумно дороги, а полив теплицы вручную - настоящая головная боль.

Эта спринклерная система, сделанная своими руками, проста в установке, к тому же она очень легкая и совсем не утяжеляет теплицу.

Наша недорогая система верхнего полива теплицы, сделанная своими руками, действительно спасла положение, и она сделала мою теплицу еще более привлекательной!

Продукты, которые я рекомендую

Другие столбы для садоводства в холодное время года

Есть ли у вас опыт работы с какими-либо системами орошения теплиц на вашем собственном дворе? Поделитесь своими советами и идеями в разделе комментариев ниже.

.

Повсеместная система контроля окружающей среды: децентрализованная автономная система измерения и контроля тепличной среды на основе Интернета вещей

1. Введение

Теплица, которая является объектом использования солнечной энергии, покрыта тонким прозрачным материалом. и, следовательно, окружающая среда теплицы сильно зависит от внешнего климата и солнечного излучения. Чтобы контролировать среду в теплице и обеспечить ее пригодность для выращивания сельскохозяйственных культур, необходимо часто использовать такие объекты, как окна, обогреватели и занавески.Исследования и разработки систем контроля окружающей среды активизировались после изобретения недорогих компьютеров, таких как мини-компьютеры и микрокомпьютеры [1, 2]. Поскольку до 1990-х годов компьютеризированные системы экологического контроля были слишком дороги для выращивания тепличных культур, их использование и потенциал развития были ограничены крупномасштабными и хорошо оборудованными теплицами в США и Европе. Напротив, азиатские теплицы были небольшими и плохо оборудованными, поэтому установка систем экологического контроля почти не продвигалась после этого периода времени.

Согласно закону Мура, рентабельность компьютеров резко повысилась, и одновременно были улучшены информационные и коммуникационные технологии (ИКТ). В результате технологии автономных распределенных вычислений, такие как повсеместные вычисления [3, 4], которые используют множество сетевых компьютеров, начали внедряться в различные области в двадцать первом веке. В 2004 г. в Японии была предложена децентрализованная автономная система экологического контроля в теплицах [5]. В этой системе элементы измерения и контроля теплицы разделены на блоки, которые называются «узлами», и каждому узлу выделяется недорогая компьютерная система.Поскольку компьютеры в каждом узле объединены в сеть друг с другом и измеряют и контролируют окружающую среду повсюду (ubique) в теплице, система получила название «Универсальная система контроля окружающей среды» (UECS). На Рисунке 1 показан пример последней теплицы, применяемой в UECS.

Рис. 1.

Выращивание клубники в теплицах с использованием подвесной гидропонной грядки в префектуре Окаяма, Япония. Температура, влажность, интенсивность света, концентрация углекислого газа и подача питательного раствора точно контролируются UECS.

Используя гибкое формирование узловой сети, UECS может измерять и контролировать окружающую среду на различных объектах, от небольших теплиц, требующих только управления вентиляционными окнами, до крупных предприятий растениеводства, например заводов, требующих сложных контроль. Кроме того, поскольку протокол связи сети UECS является открытым, взаимосвязь и функциональная совместимость возможны даже для продуктов разных производителей [6]. В этой главе подробно дается обзор и настоящее исследование UECS.

2. Обзоры UECS

2.1. Минимальная единица - узел

Обычные системы контроля окружающей среды управляются одним компьютером и концентрируются на линиях электрических сигналов от всех датчиков (например, температуры и влажности воздуха) и исполнительных механизмов (например, обогревателя и вентилятора на крыше) в теплице и интенсивно проводят измерения. Преимущество состоит в том, что интегрированная координация управления датчиками и исполнительными механизмами легко реализуется в таких конвергентных системах. Однако можно выделить следующие недостатки: (1) сложная программа управления, (2) отсутствие расширяемости, (3) высокий риск отказа всей системы из-за выхода из строя только центрального компьютера.Кроме того, поскольку спецификации линий электрических сигналов часто не унифицированы, модели и производители подключаемых приборов к системе контроля окружающей среды ограничены.

Напротив, децентрализованная автономная система управления тепличной средой, UECS, состоит из узлов, которые являются минимальными единицами. Узел, показанный на рисунке 2, имеет встроенный компьютер в один или несколько датчиков и исполнительных механизмов. Компьютер имеет порт связи для связи с другими узлами, а также программу измерения и управления для датчиков и исполнительных механизмов.

Рисунок 2.

Принципиальная схема узла, который представляет собой минимальную единицу компонентов UECS.

Если взять в качестве примера узел нагрева воздуха, когда узел не получает сообщение связи (здесь называется UECS-CCM), узел автономно управляет воздухонагревателем, используя встроенный датчик температуры воздуха и контрольную уставку. При этом сообщение о работе воздухонагревателя передается и другим узлам. Если сообщение дистанционного управления получено от другого узла, работа воздухонагревателя определяется содержанием сообщения.Если прием данных прекращается на определенный период, узел возвращается к автономному управлению. Если получены данные о температуре воздуха с более высоким приоритетом, эти данные используются вместо данных от встроенного датчика температуры воздуха. Даже при выходе из строя одного из датчиков управление калорифером не прекращается.

Программа измерения и управления установлена ​​во встроенном компьютере для датчиков и исполнительных механизмов, принадлежащих узлу. В результате программа упрощается, упрощается ее разработка, и даже при низкой производительности доступны для встраивания компьютерные платы.Протокол связи стандартизирован, как описано в следующих разделах. Все узлы UECS могут подключаться к сети и передавать информацию независимо от производителя или модели. UECS может быть сконфигурирован со свободной комбинацией узлов, и он имеет высокую расширяемость. Из-за автономной функции узлов даже в случае отказа одного узла риск остановки всей системы относительно невелик.

2.2. Протокол связи и пользовательский интерфейс

Узлы UECS используют Ethernet (IEEE 802.3) или Wi-Fi (IEEE 802.11) для создания сети связи, и в основном они используют широковещательные пакеты протокола пользовательских дейтаграмм (UDP) для обмена сообщениями для измерения и контроля окружающей среды. Наше пилотное исследование, в котором тестировалась децентрализованная система управления с использованием Интернет-протокола (IP) в тепличной среде, показало, что основными факторами риска были задержки и остановки системы из-за зависания виртуальной цепи протокола управления передачей (TCP). По этой причине использовался протокол UDP - связь без установления соединения.Чтобы избежать сложной работы по установке, связанной с установлением связи между узлами для обмена данными или сетевым сервером для управления передачей, не использовалась ни одноадресная, ни многоадресная передача пакетов. Протокол коммуникационных сообщений для UECS, получивший название «Common Corresponding Message» (UECS-CCM), управляется консорциумом UECS [7].

На рисунке 3 показан пример UECS-CCM, используемого для обмена данными измерений и управления. Сообщение, написанное в XML, добавляется к определенным атрибутам для доставки широковещательного сообщения в теге DATA.Сроки передачи сообщений по видам информации подразделяются на два класса: периодические интервалы времени и события по запросу.

Рисунок 3.

Пример UECS-CCM. Это сообщение, отправленное с IP-адреса 192.168.1.64, было отправлено первым узлом в первом отсеке первой теплицы с 15-м приоритетом, и узел сообщил, что температура воздуха внутри была 23,5 ° C.

Все узлы UECS используют HTTP-сервер для предоставления пользовательского интерфейса.Производители и менеджеры теплиц могут отслеживать последнее состояние узла и устанавливать параметры управления для объекта с помощью интерфейса веб-браузера, получая доступ к частному IP-адресу, назначенному каждому узлу. Электрические компоненты, такие как переключатели и индикаторы, составляют большую долю первоначальной стоимости контрольно-измерительных приборов. Если UECS внедряется в теплицах, фермеры могут управлять системой экологического контроля теплицы с помощью смартфона, планшета или портативной игровой консоли, которые более удобны в качестве пользовательских интерфейсов вместо дорогих электрических компонентов (рис. 4).

Рисунок 4.

Управление узлом масляного воздухонагревателя с помощью портативной игровой консоли в теплице с помощью UECS.

2.3. Практический пример внедрения UECS в теплице, используемой для выращивания томатов

В качестве примера ранней стадии разработки UECS была представлена ​​UECS для экологического контроля теплицы (площадь пола: 1782 м 2 ) в 2007 г. используется для выращивания томатов в префектуре Токусима, Япония [6]. Всего через локальную сеть было подключено 16 комплектов узлов разных производителей (рис. 5).Алгоритм управления средой, работающий автономно в каждом узле, имеет относительно простую функцию. Для выполнения сложного управления средой, как если бы он объединял множество узлов, узел программного контроллера, который имеет только функцию связи UECS-CCM, необходим в качестве командира. Система работает как система управления несколькими средами с программированием времени.

Рисунок 5.

Конфигурация узлов UECS для теплицы, используемой для выращивания томатов [6].

Децентрализованное автономное и совместное управление средой всех узлов с помощью механизмов UECS-CCM функционировало удовлетворительно для производства качественных гидропонных томатов.Узел программного контроллера поставлял UECS-CCM для команд удаленной работы и контрольных точек, и каждый узел работал в соответствии с ними. Захватывая UECS-CCM в локальной сети с помощью ПК и сохраняя их в файле формата значений, разделенных запятыми (CSV), легко регистрируются экологические тенденции в теплице и поведение каждого узла UECS. На рисунке 6 показан график с использованием программного обеспечения для работы с электронными таблицами за 1 день, записанный таким образом. Подтвержден контроль осушения для работы три раза в день при взаимодействии узлов воздухонагревателя и узла вентиляции крыши.Если узел программного контроллера остановил передачу пакета CCM из-за сбоя или потери питания, все узлы автоматически вернулись в состояние автономного управления. Программируемая система управления несколькими средами с использованием UECS превосходила традиционную систему управления по надежности.

Рисунок 6.

Временные графики измерения, контроля и заданных значений на 14 февраля 2008 г. установленной UECS [6].

Исследования и разработки технологии UECS в Японии в основном поддерживаются «консорциумом UECS», созданным в 2006 году.Продажи и установка продуктов UECS осуществляется консорциумом Smart-Agri Consortium, консорциумом компаний, основанным в 2012 году.

3. DIY UECS для небольших тепличных хозяйств

3.1. Почему DIY (сделай сам)?

Малые теплицы (площадь пола менее 0,2 га) ранее не могли пользоваться преимуществами дорогостоящей системы экологического контроля. Если бы производители теплиц могли сами производить оборудование, они могли бы легко получить то, что им нужно.С децентрализованным UECS система экологического контроля может быть собрана поэтапно, поэтому сложность самостоятельной установки (DIY) относительно невысока по сравнению с другими системами. В небольшой теплице необязательно покупать дорогостоящее устройство контроля. Производители смогут самостоятельно улучшать и ремонтировать технику. Им не нужно тратить много денег, чтобы нанять специалистов. Создавая сами системы экологического контроля, они пользуются различными преимуществами. Традиционно производители визуально наблюдали за состоянием урожая и вручную контролировали среду выращивания.Однако люди не могут днями наблюдать за растениями без отдыха. Если бы они могли легко установить датчики в теплице, понимание урожая было бы намного глубже. Однако до сих пор у мелких производителей теплиц не было технологий, которые они могли бы установить независимо, даже если бы существовал метод контроля, который они хотели бы использовать. DIY UECS может предоставить блок управления, который можно программировать по желанию для тепличных производителей.

3.2. Недорогие платы микроконтроллеров открыли дорогу домашним предприятиям

Система UECS децентрализована, и необходимо включить микрокомпьютер во все оборудование в теплице для связи и управления (рис. 7).Учебные микрокомпьютерные платы достаточно недорогие, чтобы не иметь проблем, даже если они встроены во все оборудование в теплице, это многообещающая платформа, зрелая (выдержанная) и легко доступная.

Рисунок 7.

Высокая универсальность плат микрокомпьютера (например, с Raspberry Pi). Различные узлы UECS могут быть созданы с обменом только нескольких частей. Согласно нашему опыту, SD-карта, используемая для Raspberry Pi, должна быть прочной промышленной SD-картой, чтобы предотвратить поломку из-за длительного использования.

В последние годы два типа образовательных микрокомпьютерных плат, названные Arduino [8] и Raspberry Pi [9], широко используются в различных областях. Arduino был разработан итальянским производителем в 2005 году. Он имеет множество вариаций, но цена Arduino UNO (базовая модель) составляет около 25 долларов. Raspberry Pi был разработан позже и выпущен в 2012 году и представляет собой плату для микрокомпьютера с более высокой производительностью, чем Arduino. Производительность сравнима с небольшим ПК. Цена также дешевая - около 35 долларов.Эти микрокомпьютерные платы приобрели большое количество пользователей и использовались не только для образовательных и хобби-приложений, первоначально разработанных для, но также и для промышленного использования [10].

3.3. Программное обеспечение для поддержки разработки узлов UECS

Программа для взаимной передачи и приема UECS-CCM между узлами необходима для того, чтобы каждая плата микрокомпьютера функционировала как узел UECS. Разработка программы внедрения - сложная задача, даже если у вас есть знания и опыт программирования.Поэтому были разработаны библиотека и промежуточное программное обеспечение для реализации UECS-CCM, чтобы узел UECS можно было изготавливать самостоятельно.

Для Arduino программное обеспечение UARDECS было разработано в 2013 году и представляет собой библиотеку для включения в Arduino IDE, который является официальным инструментом разработки Arduino и поддерживает разработчиков, реализующих протокол UECS и простую функцию веб-сервера в Arduino. Он написан на языке C и требует знания программирования для его использования. Однако преимущество использования Arduino заключается в том, что существует множество вариантов поддерживающего устройства.При использовании Arduino UNO вы можете создавать простые узлы с одним или двумя датчиками. При установке большего количества устройств подойдет Arduino MEGA с большой загрузкой памяти. UARDECS уже начали использовать в университетском образовании, и есть планы использовать его в коммерческих теплицах после бета-тестирования. UARDECS будет выпускаться бесплатно [11], а разработка программы будет осуществляться университетами, исследовательскими институтами или пользователями, владеющими этой технологией.

Промежуточное ПО для простой адаптации серии Raspberry Pi к UECS было разработано WaBit Inc., а базовая модель «UECS-Pi Basic» распространяется как бесплатное программное обеспечение [12]. Когда Raspberry Pi загружается с SD-карты, на которой записан UECS-Pi, запускается веб-сервер. После этого, если вы получаете доступ к Raspberry Pi с ПК и т. Д., Любую настройку можно выполнить с помощью интерфейса на основе браузера. UECS-Pi - чрезвычайно универсальный инструмент, который можно использовать как для обнаружения, так и для управления. Соответствующее устройство ограничено указанными в руководстве по эксплуатации, но его количество увеличивается в связи с обновлением версии.На момент написания этой статьи доступны датчики температуры, влажности, CO 2 , цифрового импульса, аналогового напряжения, камеры видимого света и тепловизионной камеры. Функции управления, установленные на UECS-Pi, могут включать / выключать переключатель и изменять работу привода в зависимости от условий, введенных пользователем. UECS-Pi может использоваться людьми, не имеющими никаких знаний в области программирования.

3.4. Проведение самодельных мастерских по изготовлению узлов UECS

По мере того, как налаживается фундамент для частных лиц по производству узлов для UECS, были проведены самодельные мастерские для узлов UECS.В качестве примера представлены семинары, проведенные в Институте овощеводства и цветоводства Цукубы, НАРО в октябре 2016 года (рис. 8). В семинаре приняли участие 20 человек, в основном фермеры и сотрудники производителей сельскохозяйственной техники. Создаваемый узел использовал UECS-Pi на базе Raspberry Pi. Сначала раздали комплект деталей и инструкцию. Участники установили платы микрокомпьютеров, блоки питания, датчики и другие компоненты и произвели электромонтаж. После завершения сборки (Рисунок 9) они включались, получали доступ с ПК и настраивали.Убедившись, что изготовленный узел нормально работает на столе, мы отнесли его в теплицу и начали измерять температуру и влажность. На следующее утро был собран журнал данных, и записанная информация обсуждалась. Хотя некоторые участники неверно истолковали проводку в середине, каждый смог закончить узел в конце.

Рисунок 8.

Снимки цеха самостоятельного изготовления узла UECS. (1) Распространение и объяснение деталей, (2) установка деталей, (3) подключение проводки, (4) настройка путем доступа с ПК, (5) завершенный узел, помещенный в теплицу, и (6) обсуждение собранных данных .

Рисунок 9.

Узел DIY UECS, завершенный мастерской. Верхний: сенсорный узел для измерения климата в теплице, нижний: релейный узел для управления исполнительными механизмами, такими как двигатель открытия-закрытия крышных вентиляторов.

Сделай сам открывает новые возможности для садоводства. Производители теплиц, знакомые с растениями, могут создать совершенно новые сложные методы выращивания своими руками. Сделай сам - это мощное средство для тепличников, позволяющее развивать садоводство своими руками.

4. Обновление традиционных контроллеров среды с помощью ICT

4.1. Модернизация традиционных контроллеров с помощью ICT

Трудно купить контроллер среды с высокой производительностью и низкой стоимостью. Поэтому мы пытались обновить или модернизировать обычные контроллеры с использованием ИКТ. Обработка собранных данных будет проще с помощью ИКТ. Ключевым аспектом внедрения ИКТ в тепличное производство является разработка контроллера, соответствующего UECS. В этом разделе обсуждаются преимущества обновления существующих обычных контроллеров с использованием ИКТ.

4.2. Конфигурация обновленных контроллеров

Обновленный контроллер состоит из обычного многопользовательского контроллера (базового контроллера), микрокомпьютера, кабеля Ethernet и персонального компьютера (рисунок 10). Коммерческий контроллер окружающей среды для теплиц «Супер-мини», продаваемый компанией Sankikeiso Co. Ltd., выбранный в качестве одного из базовых контроллеров, уже установлен в более чем 100 теплицах в Японии. Он может быть подключен к узлу UECS, реализованному микрокомпьютером (например.грамм. Raspberry Pi) с помощью кабеля последовательной связи. Базовый контроллер часто измеряет условия окружающей среды, такие как температура воздуха, солнечное излучение и CO 2 . Все измеренные данные напрямую передаются UECS-CCM в другие узлы UECS через микрокомпьютер. Микрокомпьютер передает инструкции для различных устройств управления базовому контроллеру после анализа данных об окружающей среде. Базовый контроллер может управлять подключенными устройствами с помощью микрокомпьютера.В микрокомпьютере работает HTTP-сервер. Пользователи должны получить доступ к веб-сайту с помощью программного обеспечения веб-браузера, чтобы подтвердить данные датчиков и состояние устройств, а также установить параметры для контроля окружающей среды.

Рисунок 10.

Конфигурация обновленного контроллера.

Контроллер состоит из трех основных устройств. Использование базового контроллера эффективно для повышения скорости и стабильности обновленного контроллера. Конструкция оборудования для измерения параметров окружающей среды и управления базовым контроллером будет постоянно совершенствоваться, и теперь она становится надежной.Следовательно, время разработки и стоимость оборудования будут уменьшены. Микрокомпьютер необходим для управления идеальной средой и создания пользовательского интерфейса для настройки параметров управления. Таким образом, становится возможным соответствие UECS с помощью микрокомпьютера. ПК использовался для доступа к микрокомпьютеру с браузером и для мониторинга информации, отправляемой микрокомпьютером с программным обеспечением для сбора данных для UECS [13].

4.3. Практический пример использования для выращивания клубники

В университете Окаяма технология контроля окружающей среды при выращивании клубники с высокой грядкой была предметом исследований в течение последних 10 лет.Разработанная логика работала с использованием как компьютерной программы MS-DOS, так и контроллера завершения продаж для теплицы в предыдущей системе. Если либо этот компьютер, либо контроллер сломаны, разработанная логика не может быть продолжена. Поэтому мы обновили контроллер, как упоминалось в предыдущем разделе. Контроллер под названием «YoshiMax» имеет следующие особенности:

  1. CO 2 Концентрациями можно гибко управлять с помощью генератора CO 2 (Рисунок 11).Оптимальный уровень концентрации CO 2 можно изменить, контролируя температуру воздуха внутри теплицы. Если вентилятор открыт, генератор останавливается. В качестве воздухонагревателя можно использовать генератор СО 2 сжигания топлива. Управление концентрацией CO 2 становится простым, и генератор CO 2 эффективно использовался этим контроллером.

  2. Можно поливать в количестве, пропорциональном количеству солнечного излучения.

  3. Удобство UECS можно ощутить, используя этот контроллер. Мониторинг среды можно легко построить с помощью программного обеспечения для регистрации данных для UECS. Если ранее были представлены другие узлы UECS, информация об окружающей среде может быть собрана вместе с информацией на контроллере. Пользователи могут установить параметры доступа к контроллеру с помощью веб-браузера.

Рис. 11.

Стратегия управления обогащением газа СО2, сокращая выбросы СО2 из-за вентиляции.График показывает взаимосвязь между температурой воздуха и контрольной уставкой концентрации CO2.

Реализация таких гибких алгоритмов управления и получение подробной информации о характеристиках каждого прибора управления измерениями невозможно реализовать только с помощью обычного контроллера. Мы продемонстрировали, что обычные контроллеры, обновленные с помощью расширений UECS, эквивалентны новым установкам новейшего контроллера, совместимого с UECS. Теперь мы протестировали контроллер с различными производителями клубники и работаем над широким использованием контроллеров.

4.4. Обновление контроллера для упрощения внедрения ИКТ и UECS

Приведение контроллеров в соответствие с UECS было полезным для легкого внедрения ICT. Есть два основных преимущества внедрения UECS. Один из них - это стандартизация информации о тепличном производстве. Разработанное ранее программное обеспечение для регистрации данных [13] может использоваться для регистрации данных, а другие узлы могут управляться в той же системе. Другое дело, что в теплицу вводят ЛВС. UECS - это система, которая осуществляет контроль окружающей среды с помощью LAN.Таким образом, можно легко передавать информацию в теплице через Интернет и знать текущее состояние окружающей среды теплицы с помощью сетевой камеры.

Системы, соответствующие UECS, могут изготавливаться своими руками. Хотя создание системы «сделай сам» означает, что ее можно построить дешево, необходим опыт в области оборудования. Модификация обычных контроллеров означает, что можно быстро разработать оборудование без разработки такого оборудования. Многие пользователи предпочтут контроллеры, которые ненавидят механические риски конструкции оборудования и работают стабильно.Считается, что реконструкция обычных контроллеров с помощью UECS является полезным методом для создания контроллера, который быстро работает с новой логикой.

5. Беспроводные сетевые приложения для построения виртуальной крупномасштабной садоводческой фермы

5.1. Ограничения сети Wi-Fi

В Японии типичные фермеры владеют несколькими теплицами, расположенными на заданном расстоянии. Уход за теплицами осуществляется индивидуально, поэтому это сложно и дорого.Чтобы избежать этой проблемы, требуется сетевая инфраструктура для распределенных теплиц для создания виртуальной крупномасштабной садоводческой фермы. Например, беспроводная сеть, соединяющая каждую теплицу, будет наиболее эффективной сетью и имеет такие преимущества, как простая установка и перестановка узлов, а также сокращение времени и стоимости инстилляции. Как упоминалось в разделе 2.2, UECS полностью поддерживает сеть Wi-Fi без каких-либо изменений и добавления системного программного и аппаратного обеспечения в принципе.Однако реальное применение в сельском хозяйстве имеет следующие проблемы:

  1. Сеть Wi-Fi - это де-факто стандартная беспроводная локальная сеть. Качество передачи может внезапно снизиться из-за радиопомех между маршрутизаторами, если много маршрутизаторов Wi-Fi используется возле теплиц в жилом квартале из-за конфликтов радиодиапазона.

  2. Wi-Fi обычно использует радиодиапазоны 2,4 и 5 ГГц в Японии. Точность передачи, определяемая пропускной способностью и потерей пакетов, заметно зависит от условий окружающей среды в теплице.В частности, радиоволна ослабляется растительностью и влажностью, поскольку растения содержат много воды и выделяют пар за счет транспирации.

По указанным выше причинам применение сетей Wi-Fi в сельском хозяйстве ограничено только случаями, когда каждый узел UECS расположен рядом с маршрутизатором Wi-Fi. Поэтому мы пришли к выводу, что сеть Wi-Fi не подходит для унификации распределенной тепличной сети, то есть для создания виртуальной крупномасштабной садоводческой фермы.

5.2. Глобальная сеть с использованием радиодиапазонов суб-ГГц

В последнее время были разработаны различные типы стандартов и протоколов беспроводных сетей, которые используются в качестве фундаментальной сетевой инфраструктуры в нашем обществе. Среди них маломощная глобальная сеть (LPWAN) имеет такие особенности, как большое расстояние передачи (максимум 50 км), несколько радиочастот (типичная радиочастота составляет 920 МГц, называемая радиодиапазоном субгигагерца), низкая скорость передачи (макс. 250 кбит / с) и несколько стандартов, таких как LoRa, Wi-SUN и IM920, которые в целом не имеют взаимозаменяемости.Эти особенности хорошо согласуются с требованиями по созданию сети, охватывающей распределенные теплицы, для создания виртуальной крупномасштабной садоводческой фермы.

На рисунке 12 показан пример применения LPWAN для распределенных теплиц. При фактическом управлении теплицей производители ожидают понимания текущей информации об окружающей среде, такой как температура воздуха, влажность и CO 2 , а также информации о контроле и конфигурации для объектов, установленных в теплице, в любое время и в любом месте.Шлюз в каждой теплице может исправлять информацию в теплице с помощью UECS-CCM. Здесь исходный UECS-CCM отформатирован с использованием XML, а размер сообщения в целом становится большим. Кодирование сообщения передачи на основе LPWAN и декодирование в UECS-CCM требуются для уменьшения размера сообщения передачи с использованием LPWAN, поскольку скорость передачи ограничена. Более того, интервал передачи и размер сообщения регулируются шлюзом в теплице. Информация передается непосредственно на главный шлюз для Интернета и сохраняется в базе данных.Таким образом, производители могут просматривать информацию во всех теплицах с помощью ПК и мобильных устройств, таких как мобильные телефоны, планшеты и мобильные игровые консоли. В настоящее время авторы разрабатывают прототипы узлов на основе этой концепции, например, узел мониторинга окружающей среды, узел сбора и передачи данных.

Рисунок 12.

Пример применения LPWAN для распределенных теплиц.

6. Заключение и перспективы на будущее

Когда мы предложили принять Интернет-протокол для децентрализованной системы экологического контроля для теплицы в 2004 году, от многих исследователей и инженеров были получены отрицательные предложения с точки зрения надежности и связи в реальном времени.Однако в последние годы термин IoT стал популярным, и интерес к UECS растет. В японском сельском хозяйстве, перед лицом старения населения и сокращения сельскохозяйственных угодий, UECS, который способствует автоматизации и повышению эффективности защищенного садоводства, привлекает внимание как одна из важных технологий для обеспечения безопасного и устойчивого производства продуктов питания.

Улучшение производства тепличных культур в Японии идет по двум основным направлениям. Они должны (1) построить новую крупномасштабную и хорошо оборудованную теплицу, отражающую типы, существующие в Европе и США, и (2) установить системы ИКТ для повышения производительности в существующих малых и средних теплицах.Наши текущие исследования и разработки UECS продолжаются для достижения последней цели. Таким образом, вопросы DIY, обновления и беспроводной связи между отдельными теплицами были основными темами исследований и разработок UECS, и, как упоминалось ранее, были получены различные результаты. Эти достижения внедряются теплицами в шести префектурах Японии в рамках полевого испытательного проекта «Реализация интеллектуального сельского хозяйства с помощью платформы UECS для активации теплиц японского типа», который начался в 2016 году.По завершении проекта в 2019 году будет продемонстрирована эффективность UECS в сельскохозяйственных теплицах, реализующих низкозатратное и высокопроизводительное производство тепличных культур, и ожидается дальнейшее распространение.

Выражение признательности

Это исследование было поддержано грантами Японского общества содействия науке KAKENHI Номер гранта: JP25292157 и проектом NARO Bio-Orient Technology Research Advancement Institution (проект специальной схемы по стратегии регионального развития).Мы также хотели бы выразить благодарность консорциуму UECS за помощь.

.

Смотрите также

 
Copyright © - Теплицы и парники.
Содержание, карта.