Traditionele kassen en glastuinbouwbedrijven, zelfs in gunstige klimatologische omstandigheden, vergen aanzienlijke inspanningen van de eigenaar om de geplande oogst te verkrijgen. Complexen van technisch werk aan de opstelling van structuren kunnen ook worden opgemerkt, maar de taken van elementaire controle spelen een belangrijke rol in het operatieproces. Het concept van een slimme kas maakt het mogelijk om de functies van de eigenaar bij het maken en onderhouden van dergelijke objecten sterk te vergemakkelijken. U kunt het met uw eigen handen implementeren met behulp van speciale apparatuur en hardware- en softwaretools.
Automatisering in de kas
Over het algemeen kan een slimme kas worden beschouwd als een analoog van een slimme woning. De hoofdtaak van het systeem is om elementen van intelligente besturing te bieden, die een positief effect zullen hebben op verschillende parameters van de werking van de boerderij tegelijk. Een sleutelfactor bij de implementatie van automatische besturingis de controle van microklimaatindicatoren zonder tussenkomst van de gebruiker. Het systeem moet zelfstandig, op basis van de huidige temperatuur- en vochtigheidsgegevens, elke dag, uur en zelfs minuut de noodzakelijke parameters aanpassen, rekening houdend met de eisen van specifieke vegetatie. Maar er kunnen problemen zijn bij het idee om automatisering voor een kas in te voeren. Het is niet moeilijk om de basiselementen van het systeem met uw eigen handen te implementeren - het volstaat om sensoren met verschillende gevoeligheidssensoren aan te sluiten op apparatuur die het microklimaat en andere regelgevende processen rechtstreeks regelt. De moeilijkheid ligt in de tegenstellingen tussen de eisen van verschillende functionele componenten van de kas. Het gaat daarbij niet eens om het feit dat conditionele komkommers en tomaten een ander bewateringsregime nodig hebben, maar om verschillen in vochtbehoefte en thermisch comfort in relatie tot de bodem en het bovenste deel van de planten.
Een locatie kiezen voor een kas
In de eerste fasen van het project kunt u zich concentreren op de algemene regels voor de technische opstelling van de constructie. Natuurlijk is de keuze van de locatie van de boerderij een fundamenteel punt. Als er een tekort aan warmte en zonne-energie in de regio is, moet de helling en de lange zijde van de constructie naar het zuiden worden gekeerd. Volgens deskundigen rechtvaardigt zo'n beslissing zichzelf als de nadruk ligt op de voorjaarsteelt met zaailingen. Zomerkassen daarentegen moeten op het noorden worden georiënteerd, omdat in dit geval de ruggen een effectievere doorschijnendheid krijgen met avond- en ochtendstralen. Vergeet bij het kiezen van een plaats ook niet de betrouwbaarheid van de grond. Met je eigen handen onder een slimme kas kan datbereid je van tevoren voor en een universele fundering van een paalstructuur met een rooster. Maar als het de bedoeling is om een frame te bouwen op basis van een strookfundering, dan moet een geodetische berekening worden uitgevoerd met grondwatermetingen. Deze optie heeft zijn beperkingen in termen van uitvoering.
Installatie van het bovenste structurele deel
Vergeet in eerste instantie niet dat een hightech en met apparatuur gevulde kas moet voorzien in de mogelijkheid van kabelbedrading en de installatie van complexe apparatuur. Dat wil zeggen dat de fabricagematerialen zoveel mogelijk met een buigzame structuur moeten worden gebruikt in termen van verwerking. Er zal echter niets fundamenteel nieuws zijn in de uitvoering van dit onderdeel. Het ondersteunende skelet kan worden gemaakt van metalen palen met dwarsframes en voor decoratie kan glas of polycarbonaat worden gebruikt. Doe-het-zelf-installatie van een slimme kas wordt uitgevoerd door een typische reeks bewerkingen - met behulp van hardware, beugels en klemmen wordt het koppelen tussen de elementen uitgevoerd met behulp van lasapparatuur of een boormachine. Belangrijker is de juiste berekening van de constructie, zodat deze lang meegaat en tijdens het gebruik niet hoeft te worden aangepast. Voor communicatieondersteuning worden speciale kabelkanalen gelegd. Het materiaal voor hen is gekozen uit vochtbestendige en goed geïsoleerde kunststoffen. Reeds in de kas zelf moeten een aardingssysteem en beschermde secties voor het installeren van veiligheidsblokken worden overwogen.
Technische implementatie van kasautomatisering
Om controlesystemen te besturenmicroklimaat gebruikt sensoren, sensorelementen, actuatoren en communicatiemiddelen om signalen af te geven. Zonder microcontrollerbesturing kan deze infrastructuur echter niet worden gecreëerd. Als optimale oplossing voor dit probleem worden producten op basis van "Arduino" gebruikt. Een slimme kas die door dit apparaat wordt bestuurd, krijgt een volledig assortiment hulpmiddelen voor constante besturing door functionele modules. Het "Arduino"-systeem is een klein bord met een door de professor geleverde microschakeling en geheugen. Afhankelijk van de specifieke configuratie van dit apparaat kan een bepaald aantal externe apparaten worden aangesloten. In kleine kassen worden tot een dozijn gestuurde elementen gebruikt, waaronder elektromotoren, verlichtingsapparatuur, deurmechanismen, bewateringssystemen, enz. De aangesloten componenten worden bestuurd volgens een door de gebruiker gedefinieerd algoritme, waarbij rekening wordt gehouden met externe parameters.
Hoe ontwikkel je een Arduino-project?
Alle functionele elementen van het besturingscomplex worden afzonderlijk geassembleerd. Sommige apparaten zijn direct opgenomen in het servicesysteem van de microcontroller en het andere deel is betrokken bij het wijzigen van de parameters van de werkomgeving. De gebruiker moet in eerste instantie bepalen welke functionele elementen nodig zijn om de autonome werking van de kas te organiseren en hoe de controllerfunctie technologisch wordt georganiseerd. Gewoonlijk worden Arduino-projecten ontwikkeld volgens het volgende:algoritme:
- Bepaling van doelfactoren die het plantenleven beïnvloeden. De basisprincipes omvatten temperatuur, vochtigheid, licht en koolstofdioxidegeh alte.
- Opstellen van een schema volgens welke de regelinfrastructuur met de regelaar wordt gerealiseerd.
- Opstellen van een lay-out van apparatuur en sensoren met informatie over doelparameters.
- Een technologische kaart maken van de interactie van het bedieningspaneel met de functionele eenheden van de controller.
- Ontwikkeling van een algoritme op softwareniveau om kasbeheerprocessen te automatiseren.
- Technische ondersteuning van functionele eenheden met voedingssysteem.
Soorten luchtmachines
Luchtcirculatie is een van de belangrijkste factoren die zorgen voor een evenwichtige ontwikkeling van warmteminnende planten. In dit geval is het de taak om deze functie in de automatische modus uit te voeren. Hoe ervoor zorgen? Er zijn drie manieren om automatische kasventilatie te implementeren:
- Van een auto-schokdemper. De eenvoudigste budgetoplossing, die is gemaakt van zuigermechanismen en een gasveer van een auto. Doe-het-zelf automatische ventilatie van de kas vanaf een schokdemper kan worden gemaakt met behulp van metalen buizen, pluggen en een pneumatische stop met een rompbasis. Deze infrastructuur vormt in feite een thermische aandrijving die in het raamblad van dezelfde polycarbonaatwand of luifel kan worden bevestigd.
- Elektrische ventilator. Viade thermische schakelaar is gemonteerd een volwaardig ventilatiesysteem van voldoende vermogen met aansluiting op een lokale generator of gevoed door een eigen batterij.
- Klepmechanisme. In de raamconstructie of op het dak van de kas wordt een uitsparing gemaakt voor het plaatsen van een ventilatieventiel. Automatisering wordt in dit geval geïntegreerd en het niveau hangt af van de specifieke versie van het apparaat. Tegenwoordig zijn er modellen met programmabesturing en met mechanische regelaars die geen voeding nodig hebben.
Verlichtingssysteem
Kassenvegetatie zou gemiddeld 14-16 uur per dag licht moeten krijgen. Ook heeft 24 uur per dag verlichting geen zin, dus is er behoefte aan een zelfregelend systeem. Ten eerste is het noodzakelijk om in eerste instantie te bepalen wat de lichtbronnen zullen zijn. Als universele optie kunt u speciale LED's gebruiken voor kassen of apparaten met de zogenaamde nuttige rode verlichting, werkend op golven in het bereik van 600 tot 700 nanometer. Tijdens de bloeiperiode moeten echter blauwe golven in het spectrum van 400-500 nanometer worden aangesloten. Wat betreft de implementatie van verlichting, kan een slimme kas met uw eigen handen worden voorzien van een gecontroleerde groep beschermde lampen met een breed scala aan instelbare parameters ingebed in de basis van een gemeenschappelijke controller. De belangrijkste taak is om de verbinding van de schakelaars van het Arduino-systeem naar elke lamp correct en rationeel te organiseren. Hiervoor kunnen ook stuurrelais met collectoren en drivers voor het wijzigen van de karakteristieken van de gloed worden gebruikt.
Irrigatiesysteem
Een plantplaatsingsplan moet worden opgesteld tegen de tijd dat dit onderdeel is ontworpen. Het is raadzaam om ze in groepen te verdelen met dezelfde waterbehoefte. Ook zullen automaten voor het bewateren van de kas worden aangesloten op een centrale controller die is aangesloten op vochtigheidssensoren. De eenvoudigste optie voor het implementeren van een dergelijk systeem is het installeren van een vat water, dat wordt opgevangen door regenwater uit de afvoer. Het irrigatieproces wordt bestuurd door een kogelkraan met een aangesloten direct-pull automatische spiegel.
Druppelirrigatiesysteem
Ingewikkeld qua ontwerp, maar effectief vanuit het oogpunt van plantwatervoorziening. Om het te maken, hebt u een automatisch instelbare dispenser en apparatuur voor het verdelen van water nodig, die kan worden gemaakt van een plastic buis. Zo zijn langs alle bedden van de slimme kas geperforeerde kanalen gemonteerd. Voor zaailingen kunt u zich beperken tot bodemvocht. Het gehele leidingsysteem moet ook worden geregeld door een circulatiepomp, die het optimale drukniveau in de circuits zal handhaven.
Middelen voor het stimuleren van vruchtbare grond
De activiteit van groei en ontwikkeling van planten hangt af van de microflora in de bodem. Om het optimale luchtvochtigheidsregime van de aarde te behouden, is een geschikte set slimme kassen vereist, inclusief elektrische elementen voor het verwarmen en bewateren van de grond. Meestal worden matten of plaatinrichtingen gebruikt, die direct in deaarde of eronder, en aan de andere kant zijn verbonden met het voedingssysteem met een controller.
Conclusie
De vitale activiteitskenmerken van kasplanten zijn afhankelijk van het comfort dat wordt geboden door de lokale klimaatapparatuur. Microklimaatregelingen op basis van controllers en andere automatisering zijn niet zomaar een stap om het gemak van de eigenaar van dit bedrijf te vergroten. Dit is een veel nauwkeurigere instelling van de lucht-, vocht- en temperatuurregelingsmodi, evenals een manier om de energie-efficiëntie van de gebruikte apparatuur te verbeteren. Het rationele gebruik van energiebronnen is slechts een van de belangrijkste factoren bij de ontwikkeling van besturingssystemen op basis van Arduino.
