Автоматизация теплиц: своими руками. системы автоматизации теплиц

Теплица из поликарбоната, какую выбрать?

Выбор теплицы из поликарбоната

На что стоит обратить внимание при покупке? Самое основное – это каркас: он должен быть выполнен из квадратной трубы, диаметром от 25 мм и толщиной от 6 мм. Так как в Ленинградской области зимой выпадает большое количество снега, каркас должен достойно вынести все нагрузки

Профиль должен быть оцинкованный, что позволит системе простоять долгие годы. Необходимо выбирать теплицу с учетом места ее установки, допустим, если ваш участок расположен на берегу большого водоема, или напротив вашего участка есть просторное поле, где может спокойно гулять ветер, вам нужно предусмотреть и эти факторы, а после подобрать каркас, соответствующий вашему месту.Поликарбонат, как и каркас, играет основную роль. Поликарбонат пропускает порядка 92% солнечного света и обеспечивает его рассеивание, а при случайном воздействии огня он образует безопасные для природы отходы. Среди признаков хорошего поликарбоната стоит отметить такой фактор, как не пропускание ультрафиолетовых лучей: эта опция защитит ваш парник от помутнения и, как следствие, худшего пропускания света. На стоимость парника может повлиять толщина листов поликарбоната и его производитель, так как при изготовлении используются разные технологии.

На что обращаем внимание при выборе теплицы из поликарбоната

• толщина металла используемого в каркасе;
• каркас должен быть из цельной трубы;
• металл должен быть оцинкован;
• поликарбонат должен иметь слой защищающий от ультрафиолетовых лучей;
• толщина поликарбоната должны быть не менее 4 мм;
• используются листы поликарбоната с вертикальной раскройкой.

Классификация основных категорий

• автономные
• энергозависимые

Каждая из них отмечена своими очевидными достоинствами и недостатками.

Энергозависимые позволяют создать в помещении практически идеальный микроклимат, быстрее настраивать необходимые параметры, в зависимости от набора культивируемой рассады. Однако перебои в электропитании могут привести к настоящей катастрофе.

Автономная использует для поддержания работы автоматики энергию Солнца. Она медленнее реагирует на перепады температуры, но критической ситуация может стать только при внезапном резком снижении градусов.

Авторами, разработчиками и популяризаторами изобретения стали россияне Николай Курдюмов и Константин Малышевский. Эксперименты по созданию и апробация проходили в диаметрально различных климатических условиях: соответственно, в Краснодарском и Красноярском краях. Это доказывает широту диапазона возможностей парников такого рода.

Базовые возможности умной теплицы

Автоматизации подлежат следующие виды работ из комплекса обязательных агротехнических мероприятий проводимых с растениями в теплице.

• Регулирование температуры предпочтительной для выращивания растений в данной конкретной теплице. Контроль над поддержанием заданного теплового режима.
• Создание определенных показателей влажности воздуха в теплице. На урожайности некоторых культур этот показатель оказывает существенное влияние.
• Сохранение влажности грунта в заданных пределах. Корневая система растений не должна пересыхать и в то же время переизбыток влаги приводит к заболеванию растений.
• Организация дополнительного освещения в теплице в любое время года обеспечит полноценный рост растений.

Обзор рынка промышленных производителей умных теплиц

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

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

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

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

Интеллектуальный сегмент сельского хозяйства в виде умных теплиц будет развиваться высокими темпами благодаря отечественным производителям

Внимание, которое оказывается правительством цифровой экономике, будет этому способствовать

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

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

Немного истории

Что может быть лучше, чем автоматизированное производство, относительно застрахованное от всяких неожиданностей? Форс-мажоров типа засухи, саранчи, потопа, града – всех этих зафиксированных в истории казней египетских. Египет все-таки самая первая в истории мощная агроимперия, если говорить современным языком.

Тем не менее, на протяжении тысячелетий основными мощными инструментами автоматизации были лейка (искусственный дождик), лопата (модернизированная палка-копалка), бочка (резервуар для сбора воды) и тачка.

И вдруг, в 20 веке Генри Форд открывает принцип конвейера. Отлично! Промышленность развивается и сельское хозяйство тоже вроде бы пыхтит вслед за ней, но в целом все по старому, только железный конь пришел на смену крестьянской лошадке, как говорил товарищ Бендер.

Что с отраслью? Заколдована она, что ли? Сами сеют – сами собирают и так из века в век…

И вдруг – вторая половина ХХ века. Тепличный бум. Агрокомплексы перестают быть фермами (не везде), рабочая сила в высокоразвитых странах дорожает (либерте) и приобретает неведомые прежде амбиции (тоже либерте).

В мире вдруг становится очень много людей и все чаще говорят о том, что голод может стать проблемой.

Сельское хозяйство, наконец, привлекло к себе внимание, перестало быть простым выращиванием чего-то для еды, а в считаные десятилетия стало  крупным промышленным производством. В отрасль пришел крупный капитал, а вслед за ними появились задачи для науки и НИОКР

Ученые от новых задач никогда не отказывались, особенно если эти задачи хорошо финансируются.

Обеспечиваем воду для полива с помощью wifi

Wifi розетка

Для хорошего урожая овощей им необходим постоянный полив теплой водой. Причем он должен быть в определенное время и строго заданного количества, например, томаты любят, чтобы периодичность была не частая, а объем большой. Для обеспечения орошения необходим постоянный источник воды, рассмотрим варианты обеспечения ваших емкостей на даче водой. Расход воды для полива шести метровой теплицы примерно 200 литров в неделю, при условии использования капельного полива.

Сбор дождевой воды

Cбор дождевой воды для полива

Самый простой и экономичный способ, который не требует больших вложений и прост в исполнении. Но должна быть возможность сбора воды с крыши и иметься емкость, которая расположена рядом с теплицей. Данная система не лишена и своих минусов, так как необходимо продумать фильтрацию воды, которая поступает в вашу бочку или любой другой резервуар, чтобы система капельного орошения работала бесперебойно.

Наполнение емкостей из колодца или скважины, с помощью wifi розетки

Чтобы быть уверенным в наполнении ваших емкостей, в период, когда вас нет на даче, вам будет полезна WiFi розетка, к которой можно подключить насос. После нескольких испытаний, вы узнаете, сколько потребляет воды ваша система и сможете, благодаря розетке WiFi, наполнить ваши емкости и быть уверенным что ваша теплица имеет должное орошение.

Настройка wifi розетки

Необходимо скачать приложение на ваш смартфон или планшет, затем сканируйте QR код на упаковке и авторизуйтесь в приложении. Теперь с помощью умной розетки вы сможете удаленно включать и выключать насос, для наполнения ваших емкостей.

Автоматика для теплиц

Теплицы, которое долгое время находятся без присмотра человека или находятся далеко от жилья, в обязательном порядке оборудуют автоматическими системами.

В первую очередь это необходимо с точки зрения обогрева. Если на улице тепло, и отопительные приборы выключили, это не значит, что такая же температура сохранится до следующего визита хозяев. Если вовремя не включить обогрев, растения могут просто погибнуть от заморозков. Такая же ситуация складывается с проветриванием и поливом, поэтому для бесперебойной работы необходимо обязательно устанавливать автоматику для проветривания, полива и обогрева.

Суть автоматизированных теплиц

Вся суть автоматики сводится к тому, что конструкция закрытого грунта функционирует в практически автономном режиме (рисунок 3). К примеру, для автоматического обогрева в помещении делают теплый пол или устанавливают котлы, камины, радиаторы или вентиляторы с датчиками, реагирующими на температуру окружающей среды.

Рисунок 3. Польза автоматических систем С проветриванием, поливом и подсветкой задача более простая. Все эти системы подключаются к датчикам, которые программируются на включение и выключение в заданное время.

Виды

Все автоматические системы имеют одну функцию – обеспечивать автономное функционирование конструкции закрытого грунта с минимальным участием человека.

Среди основных видов систем выделяют:

• Автоматику для проветривания, которая самостоятельно открывает и закрывает форточки в зависимости от температуры окружающей среды;
• Системы обогрева воздуха и почвы, которые включают котлы, радиаторы, тепловентиляторы и теплый пол;
• Системы автоматического капельного полива, с помощью которых все растения получают достаточное количество влаги.

Кроме того, внутри обязательно устанавливают искусственное освещение, которое играет важную роль в росте культур, особенно в зимнее время, когда продолжительность светового дня сильно сокращается.

Из видео вы узнаете, как обустроить автоматическое проветривание в теплице.

Из чего сооружается умная теплица

Профессионально построенная умная теплица

Для того, чтобы изготовить на загородном участке теплицу такого типа необходимо изначально составить проект. В нем указываются все размеры и количество используемого материала.Конструкция теплицы делится на:

• Каркас для теплицы.
• Покрытие для теплицы.

Каркас для теплицы

На данный момент изготовление каркаса для теплицы любого размера происходит с применением:

• Металла.
• Древесины.

Металлический каркас представляет собой довольно простое сооружение, в котором используются трубы разного размера и диаметра. Есть несущие конструкции и те, с помощью которых изготавливается обрешетка.

Все элементы такого каркаса скрепляются между собой при помощи сварочных работ.Для того, чтобы изготовить металлический каркас понадобится:

• Металлические трубы.
• Арматура.
• Болгарка (для подрезания труб).
• Рулетка.
• Уровень.
• Бетонный раствор.
• Подручный инструмент.

Как только площадь для теплицы готова, то металлические трубы должны быть забетонированы в грунте. После этого из вспомогательных элементов сооружается на них обрешетка, которая со временем будет покрыта.
На видео показан пример таких работ.

Деревянный каркас

Чертеж для деревянного каркаса

Деревянный каркас можно изготовить самостоятельно, но следует помнить, что период эксплуатации не более 10 лет.Деревянный каркас довольно прочный и чтобы его соорудить понадобится:

• Деревянные планки и бруски (бревна).
• Дюбеля.
• Саморезы.
• Подручный инструмент.
• Шуруповерт.
• Перфоратор.
• Линейка.
• Рулетка.
• Электролобзик.

Этот каркас можно и не бетонировать, все зависит от масштаба теплицы и от времени ее эксплуатации.

Также стоит учесть, что древесина отлично впитывают влагу и реагирует деформациями на перепады температуры. Именно по этой причине после установки деревянного каркаса необходимо его покрыть краской или щадящим лаком.

Какой каркас выбрать для умной теплицы

Металлический каркас самый долговечный

Теплица умная может быть как с деревянным, так и с металлическим каркасом. В данной ситуации все будет зависеть от срока использования теплицы и от ее покрытия.Небольшие характеристики материала:

• Конечно, самым прочным, надежным и долговечным каркасом будет металлический. Только его поверхность может ржаветь или окислятся в результате поливочных работ.
  Именно поэтому стоит его покрыть грунтовым слоем и после этого покрасить.
• Деревянный каркас также прочный и долговечный. Только срок эксплуатации самой древесины в несколько раз меньше, чем металла.

Покрытие каркаса для теплицы

Для того, чтобы правильно выбрать покрытие для теплицы необходимо выбрать качественное покрытие.Оно может быть:

• Стеклянным.
• Из полиэтиленовой пленки.
• Из поликарбоната.

Характеристики:

• Стекло может быть использовано только на деревянном каркасе, так как имеет свой особый метод монтажа. Оно очень хорошо пропускает свет.
  Поэтому довольно часто его покрывают защитной пленкой, чтобы обезопасить растения от обжигающих солнечных лучей.
• Пленка также популярна, но она является менее прочной, чем стекло. Цена ее довольно доступная и использована она может быть на любом каркасе.
  Есть большой выбор такого покрытия и разные его виды. Каждый отличается своими свойствами и методами применения.

Поликарбонат для покрытия теплицы

Устройство теплицы из поликарбоната

По словам Курдюмова можно сделать вывод, что покрытие теплицы должно быть прочным и качественным. Также оно должно обладать отличными техническими характеристиками.Отличительные характеристики:

• Поликарбонат является именно таким материалом. Имеет он довольно большой выбор расцветок и видов. Но для конструкции теплиц используется только сотовый поликарбонат.
• Он прочный и надежный и способен выдерживать значительные нагрузки.
• Он не горит и не впитывает влагу.
• Также не реагирует на температурные перепады и не деформируется под воздействием климатических или погодных условий.
• Благодаря тому, что поликарбонат внутри имеет соты, то и свет он равномерно рассеивает внутри теплицы. Он хорошо сохраняет тепло и не способен пропускать холод.

Классификация умных теплиц

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

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

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

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

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

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

Принудительная вентиляция

Автоматизация теплиц может предполагать наличие вентилятора. Он будет работать от электричества. Такое оборудование потребуется для большой теплицы, которой недостаточно естественного проветривания.

Помимо вентилятора, потребуется подготовить терморегулятор, соответствующий электрический провод (лучше медный). Также потребуются пластмассовые распределительные колодки, клеммы, электрический тестер.

Терморегулятор необходимо установить внутри парника в удобном для проведения замера месте. Его следует подсоединить к сети. К свободным выводам терморегулятора подключается вентилятор. Мощность приборов должна находиться в установленных производителем пределах.

Далее терморегулятор необходимо настроить на температуру, при которой будет включаться вентилятор. После этого можно подавать электричество в систему и тестировать ее работу.

Рассмотрев, как выполняется автоматизация теплиц, каждый владелец дачного участка сможет создать максимально комфортные условия для произрастания в парнике различных овощей, фруктов или ягод. Оборудование может управляться различными способами. Точность работы системы дачник может выбрать самостоятельно. При этом урожайность будет значительно выше, чем при ручном проветривании и поливе.

Солнечные теплицы

Конструкция этой теплицы очень похожа на вегетарий Иванова: тут также есть одна капитальная стена с отражающим покрытие, а остальные стены изготавливают из поликарбоната или используют двойное остекление. Интерес тут вызывает довольно своеобразный аккумулятор тепла: так, посередине теплицы вырывают яму, размеры которой зависят от габаритов помещения, ее наполняют гранитом или битым кирпичом. В яме также необходимо предусмотреть кирпичные каналы, которые будут выходить наружу с помощью пластиковых труб, в которую монтируют вентилятор. В результате нагретый воздух ночью выдувается в помещение теплицы.

Таким образом, видно, что при достаточно несложных конструкциях можно получить значительную экономию энергии, что скажется на себестоимости продукции. Как результат, можно открыть свой достаточно доходный бизнес.

Метки:Теплица

Контроллер

Контроллер обрабатывает информацию и дает команды для действий исполнительных механизмов. Это программируемое электронное устройство, которое по заданному алгоритму обеспечивает выполнение всех агротехнических задач по уходу за растениями.

Помимо самой электронной схемы и комплекта датчиков в комплект поставки входят программы управления и визуализации.

В качестве примера приведем функциональные возможности одного из видов контроллера российского производства:

• управление по программе, рассчитанной на действие в течение суток, где исходными данными являются значения температуры и влажности;
• позиция термопривода открытия форточек регулируется алгоритмом поиска ее самого эффективного положения для решения поставленной задачи;
• находит оптимальные варианты охлаждения во время действия критически высоких летних температур;
• выполняет режим микропроветривания с поддержанием оптимальной влажности;
• организует автополив в теплице с набором в бак воды и управлением подачи к растениям совместно с подачей питательного раствора;
• участвует в подготовке питательного раствора, контролируя его состав;
• управляет по показаниям датчиков системой отопления;
• выполняет расчет солнечной энергии полученной растениями в определенный промежуток времени;
• производит контроль влажности одновременно в нескольких зонах;
• оперирует данными о температуре в нескольких заданных точках теплицы.

Такой набор функций качественно улучшает условия выращивания растений в теплице.

В итоге

Тепличная автоматизация – это уже давно не какой-то, оторванный от реальности эксперимент. Для хороших урожаем автоматизация просто необходима. До сих пор некоторые ассоциируют сельское хозяйство с чем-то архаичным. Это уже давно не так.

Не стоит думать, что автоматика в теплицах это про промышленные или фермерские. Отнюдь. В малых (садовых) формах тоже применяются технологии. К примеру всякие автофорточки или капельный полив.

Когда речь заходит о современных технологиях в агропромышленности, кажется, что магия существует, и для людей на самом деле уже нет ничего невозможного.

В следующих материалах читайте об феномене агритектура, аквапонике и многом другом. А сосем недавно была опубликована статья по гидропонике, что тоже относится к технологиям для теплиц. 0