Un exemple d’ús de l’automatització moderna en hivernacle

Els hivernacles són construccions destinades al cultiu de verdures naturals en un període de temps més curt que en un terreny obert. L’ús d’hivernacles és habitual tant en propietaris privats com en el conjunt de l’agricultura.

Anteriorment, l’automatització de l’hivernacle era un procediment car i de vegades insuportable, però de moment la solució d’aquest problema no és tan cara i resoldrà força, i en el futur, aportarà avantatges encara més grans.

Molts factors necessaris per al cultiu efectiu de cultius vegetals requereixen l’ús de l’automatització moderna, per exemple:

1) Manteniment automàtic de la temperatura òptima de l’aire;

2) Reg automàtic;

3) Inclusió automàtica de la il·luminació;

4) Calefacció automàtica del sòl.

Manteniment automàtic de la temperatura òptima de l’aire

Quan es cultiven tomàquets i cogombres, com els cultius més habituals cultivats en hivernacles, és desitjable que la temperatura de l’aire sigui de +18 a +25 ° C durant el dia i no inferior a +16 ° C a la nit. La temperatura del sòl és de +10 ° С i superior.

Baixar la temperatura es realitza mitjançant actuadors que obren les finestres de l’hivernacle per a la ventilació quan puja la temperatura de l’aire. A aquests propòsits, també podeu fer servir motors pas a pas, al senyal, obriu els respiradors a l'angle desitjat.

Actuador

Els actuadors s'utilitzen preferentment no només amb un sensor de temperatura, sinó també amb un sensor de vent, per no perjudicar les plantes. En el paper del sensor de temperatura de l'aire, podeu utilitzar un senzill digital senzill i barat DS18B20.

 

 

SensorDS18B20

Regar plantes

El reg automàtic es realitza mitjançant sensors d’humitat que limiten el reg, però també és millor utilitzar junts un sensor de flux d’aigua, ja que uns senzills senzills i econòmics del sòl s’oxiden molt ràpidament i fallen. Per a les explotacions petites, podeu utilitzar sensors d’humitat casolans basat en el temporitzador NE555.

Aquest microcircuit no es pot anomenar modern, però s'ha establert com una eina electrònica fiable usada en molts camps. Els elèctrodes han de ser de grafit, que no s’oxida. La sortida 3 del microcircuit està connectada al LED, el que indica la sortida de la humitat més enllà. Aquesta sortida també es pot connectar al sistema de control i, amb un senyal d’aquest, es pot desactivar o encendre.

Sensor d’humitat del sòl al xip NE555

És important conèixer el cabal d’aigua requerit al dia (que dependrà de l’àrea de l’hivernacle, de les necessitats de les plantes cultivades a l’aigua, de la seva densitat, etc.), aleshores és suficient controlar el reg utilitzant sensors de cabal d’aigua al llarg del temps i utilitzar sensors d’humitat com a desbordament de les alarmes.

Control d’il·luminació

La il·luminació automàtica és més fàcil de fer amb la simple fotorresistor. Quan la llum disminueix, la seva resistència augmenta i així es forma un senyal de control per encendre les llums a l’hivernacle.

Calefacció del sòl

La calefacció automàtica del sòl es fa igual que l’aire, però en lloc dels actuadors s’utilitzen controls de temperatura elements de calefacció o cable de calefacció.

Dispositius de control d'automatització

Per separat, s’ha de dir sobre dispositius que reben informació de sensors, analitzen i emeten senyals de control a actuadors, elements de calefacció, vàlvules d’abastament d’aigua, etc. A Internet podeu trobar molts articles en una plataforma com Arduino sobre la base dels quals es proposa crear automatització d'hivernacles petits.

Arduino és una eina de programari de maquinari amb un carregador d'arrencada pre-encès, que permet carregar el programa en un microcontrolador sense utilitzar programadors de maquinari separats.El microcontrolador de la pissarra es programa mitjançant el llenguatge Arduino, basat en el llenguatge de cablejat (com C).

Si és necessari, es poden fer un seguiment visual de tots els resultats de l’operació d’equips en un hivernacle automatitzat, si és necessari.Dinsinterfície eb potser proporcionar una oportunitat no només per controlar les lectures de sensors de temperatura, humitat i il·luminació, sinó també per controlar aquestes lectures. També és possible supervisar l’hivernacle mitjançant una càmera web.

El sistema de control d’hivernacle està controlat per una junta central. Arduino, funciona de la manera següent: les dades ambientals obtingudes, el sensor de temperatura d’humitat o d’aire il·luminat es transmeten al controlador central (Arduino) que compara els valors actuals amb els donats. Si qualsevol dels valors no coincideix, l’actuador s’acciona per restablir l’estat òptim. A continuació Arduino envia dades a un servidor remot per a la seva supervisió per Internet.

Exemple d’Arduino per a automatització d’hivernacle

Exemple de circuit d’automatització d’hivernacle d’hivernacle Arduino

Mitjançant una unitat programable especial, controleu els paràmetres com:

• escalfar l’interior de l’hivernacle;

• calefacció per aigua;

• freqüència i durada del reg;

• iniciar i aturar la ventilació forçada;

• il·luminació.

El control de la temperatura de l’aire es determina per dos límits llindars: el límit superior i el límit inferior. Quan se supera el límit superior, les obertures d’aire s’obren, el ventilador s’activa per refredar l’ambient d’hivernacle, podeu utilitzar cortines per oprimir i quan la temperatura baixa per sota del límit inferior, el ventilador s’apaga, el calefactor s’encén per escalfar l’aire a un nivell predeterminat.

El control d’humitat està determinat pel llindar establert per l’usuari. quan la humitat de l’hivernacle baixa per sota d’un llindar predeterminat, el sistema de reg automàtic s’encén i s’apaga quan es restableix l’estat òptim.

L’estat d’il·luminació està controlat per dos punts donats: el límit superior i el límit inferior. El límit superior determina quan s’activa la llum mentre que el límit inferior determina quan està apagada. Aquesta estratègia s’utilitza principalment per augmentar la llum del dia o compensar la llum del dia insuficient segons els desitjos de l’usuari.

Malgrat la senzillesa de la programació i la connexió, així com el baix cost, segons la meva opinió, la implementació d’aquests projectes a l’Arduino és difícil.

Com a dispositiu de control mestre també es pot utilitzarmicroordinador Gerds Pi 2combinant els avantatges d’Arduino i un ordinador personal, ja que és capaç de llançar un sistema operatiu independent i disposa de ports d’entrada / sortida per connectar esclaus i rebre senyals de sensors. 

Però la forma més senzilla és comprar un dispositiu ja preparat en forma de relé programable o controlador lògic programable. Entre els fabricants nacionals d'aquests productes, es coneixen OWEN, Segnetics i d'altres, i el control de control de PLC pot convertir-se en una alternativa per a aquells que han après a programar Arduino.

Control PLC: MINI (esquerra), MAXI (mig) i MEGA (dreta)

L’únic desavantatge d’aquest PLC són les sortides del relé amb un corrent de fins a 6 A. Però si l’hivernacle utilitza equips elèctrics amb menys consum de corrent, aquest PLC és el més adequat.

Avui està disponible en 3 versions: MINI, MEGA, MAXI. Un avantatge important és la possibilitat de connectar-se a Internet mitjançant la interfície Ethernet per controlar i controlar a distància. Aquesta interfície està disponible en versions MEGA i MAXI.

Així, la creació d’un hivernacle automatitzat avui és una tasca senzilla i relativament barata per a les petites explotacions.