Os cultivos tradicionais de estufas e estufas, mesmo em condições climáticas favoráveis, exigem um esforço considerável do proprietário para obter a colheita planejada. Complexos de trabalho técnico no arranjo de estruturas também podem ser observados, mas as tarefas de controle elementar desempenham um papel significativo no processo de operação. O conceito de uma estufa inteligente permite facilitar bastante as funções do proprietário ao criar e manter esses objetos. Você pode implementá-lo com suas próprias mãos usando equipamentos especiais e ferramentas de hardware e software.
Automação na estufa
Em termos gerais, uma estufa inteligente pode ser considerada um análogo de uma casa inteligente. A principal tarefa do sistema é fornecer elementos de controle inteligente, que afetarão positivamente vários parâmetros da operação da fazenda de uma só vez. Um fator chave na implementação do controle automáticoé o controle de indicadores microclimáticos sem intervenção do usuário. O sistema deve independentemente, com base nos dados atuais de temperatura e umidade, ajustar os parâmetros necessários a cada dia, hora e até minuto, levando em consideração os requisitos da vegetação específica. Mas pode haver problemas na ideia de introduzir automação para uma estufa. Não é difícil implementar os elementos básicos do sistema com as próprias mãos - basta conectar sensores com vários sensores de sensibilidade a equipamentos que controlam diretamente o microclima e outros processos regulatórios. A dificuldade está nas contradições entre os requisitos de diferentes componentes funcionais da estufa. Não se trata nem mesmo do fato de pepinos e tomates condicionais precisarem de um regime de rega diferente, mas sim diferenças em termos de necessidades de umidade e conforto térmico em relação ao solo e à parte superior das plantas.
Escolhendo um local para uma estufa
Nas primeiras etapas do projeto, você pode se concentrar nas regras gerais para o arranjo técnico da estrutura. Claro que a escolha da localização da fazenda é um ponto fundamental. Se houver escassez de calor e energia solar na região, a inclinação e o lado longo da estrutura devem ser voltados para o sul. Segundo especialistas, tal decisão se justifica se a ênfase estiver no cultivo de primavera com mudas. As estufas de verão, pelo contrário, devem ser orientadas para o norte, pois neste caso os cumes receberão uma translucidez mais efetiva com os raios da tarde e da manhã. Além disso, ao escolher um local, não se esqueça da confiabilidade do solo. Com suas próprias mãos sob uma estufa inteligente, você podeprepare com antecedência e uma fundação universal de uma estrutura de pilha com uma grelha. Mas se for planejado construir uma estrutura com base em uma fundação de tira, um cálculo geodésico deve ser realizado com leituras de águas subterrâneas. Esta opção tem suas limitações em termos de execução.
Instalação da parte estrutural superior
Inicialmente, não esqueça que uma estufa de alta tecnologia e cheia de equipamentos deve prever a possibilidade de fiação de cabos e instalação de equipamentos complexos. Ou seja, os materiais de fabricação devem ser usados com uma estrutura o mais flexível possível em termos de processamento. No entanto, não haverá nada de fundamentalmente novo na implementação desta parte. O esqueleto de suporte pode ser feito de postes metálicos com molduras transversais, e vidro ou policarbonato podem ser usados para decoração. A instalação de bricolage de uma estufa inteligente é realizada por um conjunto típico de operações - com a ajuda de ferragens, suportes e grampos, o encaixe entre os elementos é realizado usando equipamento de soldagem ou uma furadeira. Mais importante é o cálculo correto da estrutura para que ela dure muito tempo e não exija ajuste durante a operação. Para suporte de comunicação, são colocados canais de cabo especiais. O material para eles é selecionado de plásticos resistentes à umidade e bem isolados. Já na própria estufa, deve-se considerar um sistema de aterramento e seções protegidas para instalação de blocos de segurança.
Implementação técnica de automação de estufas
Para controlar sistemas de controlemicroclima usa sensores, elementos sensores, atuadores e ferramentas de comunicação para fornecer sinais. No entanto, sem o controle do microcontrolador, essa infraestrutura não pode ser criada. Como solução ideal para este problema, são utilizados produtos baseados em "Arduino". Uma estufa inteligente controlada por este dispositivo recebe uma gama completa de ferramentas para controle constante por módulos funcionais. O sistema "Arduino" é uma pequena placa com um microcircuito fornecido pelo professor e memória. Dependendo da configuração específica deste dispositivo, um certo número de dispositivos externos pode ser conectado. Em pequenas estufas, são utilizados até uma dúzia de elementos controlados, incluindo motores elétricos, dispositivos de iluminação, mecanismos de portas, sistemas de irrigação, etc. Os componentes conectados são controlados de acordo com um algoritmo definido pelo usuário, levando em consideração parâmetros externos.
Como desenvolver um projeto Arduino?
Todos os elementos funcionais do complexo de controle são montados individualmente. Alguns dos dispositivos estão diretamente incluídos no sistema de serviço do microcontrolador e a outra parte está envolvida na alteração dos parâmetros do ambiente de trabalho. O usuário é obrigado a determinar inicialmente quais elementos funcionais serão necessários para organizar a operação autônoma da estufa e como a função do controlador será organizada tecnologicamente. Normalmente, os projetos do Arduino são desenvolvidos de acordo com o seguintealgoritmo:
- Determinação dos fatores-alvo que afetam a vida das plantas. Os básicos incluem temperatura, umidade, luz e teor de dióxido de carbono.
- Elaboração de um esquema segundo o qual a infraestrutura de controle será implementada usando o controlador.
- Elaboração de layout de equipamentos e sensores com informações sobre parâmetros alvo.
- Criação de um mapa tecnológico da interação do painel de controle com as unidades funcionais do controlador.
- Desenvolvimento de um algoritmo a nível de software para automatizar os processos de gestão de estufas.
- Suporte técnico de unidades funcionais com sistema de alimentação.
Tipos de máquinas de aeração
A circulação do ar é um dos principais fatores que garantem o desenvolvimento equilibrado de plantas que gostam de calor. Neste caso, a tarefa é realizar esta função no modo automático. Como garantir isso? Existem três maneiras principais de implementar a ventilação automática com efeito de estufa:
- De um amortecedor automotivo. A solução de orçamento mais simples, feita de mecanismos de pistão e uma mola a gás de um carro. A ventilação automática de bricolage da estufa a partir de um amortecedor pode ser feita usando tubos de metal, plugues de encanamento e uma parada pneumática com base no casco. Essa infraestrutura, na verdade, forma um acionamento térmico que pode ser fixado na folha da janela da mesma parede ou dossel de policarbonato.
- Ventilador elétrico. Através dao interruptor térmico é montado em um sistema de ventilação completo de energia suficiente com conexão a um gerador local ou alimentado por sua própria bateria.
- Mecanismos de válvulas. Um recorte é feito na estrutura da janela ou no telhado da estufa para instalar uma válvula de ventilação. A automação neste caso será integrada e seu nível depende da versão específica do dispositivo. Hoje, existem modelos com controle de programa e com reguladores mecânicos que não necessitam de alimentação.
Sistema de iluminação
A vegetação de estufa deve receber luz em média 14-16 horas por dia. Também não faz sentido a iluminação 24 horas por dia, por isso há a necessidade de um sistema de autorregulação. Primeiro, é necessário determinar inicialmente quais serão as fontes de luz. Como opção universal, você pode usar LEDs especiais para estufas ou dispositivos com a chamada iluminação vermelha útil, operando em ondas na faixa de 600 a 700 nanômetros. No entanto, durante o período de floração, as ondas azuis no espectro de 400-500 nanômetros devem ser conectadas. Em termos de implementação de iluminação, uma estufa inteligente com suas próprias mãos pode ser fornecida com um grupo controlado de lâmpadas protegidas com uma ampla gama de parâmetros ajustáveis embutidos na base de um controlador comum. A principal tarefa é organizar correta e racionalmente a conexão dos contatores do sistema Arduino a cada lâmpada. Para isso, também podem ser utilizados relés de controle com coletores e drivers para alteração das características do brilho.
Sistema de Irrigação
Um plano de colocação de plantas deve ser preparado no momento em que esta parte é projetada. É aconselhável distribuí-los em grupos com as mesmas necessidades de rega. Automáticos para regar a estufa também serão conectados a um controlador central conectado a sensores de umidade. A opção mais simples para implementar esse sistema é instalar um barril de água, que será coletado pela água da chuva do ralo. O processo de irrigação será controlado por uma válvula de esfera com um gio automático de tração direta conectado.
Sistema de irrigação por gotejamento
Complicado em termos de design, mas eficaz do ponto de vista do abastecimento de água da planta. Para criá-lo, você precisará de um dispensador ajustável automaticamente e um equipamento para distribuição de água, que pode ser feito de um tubo de plástico. Assim, canais perfurados são montados ao longo de todas as camas da estufa inteligente. Para mudas, você pode se limitar à umidade do solo. Todo o sistema de tubulação também deve ser controlado por uma bomba de circulação, que manterá o nível ideal de pressão nos circuitos.
Meios para estimular o solo fértil
A atividade de crescimento e desenvolvimento das plantas depende da microflora do solo. Para manter o regime ideal de umidade do ar da terra, é necessário um conjunto apropriado de estufas inteligentes, que incluirá elementos elétricos para aquecer e regar o solo. Normalmente são utilizados tapetes ou dispositivos de placas, que são colocados diretamente emterra ou sob ele, e por outro lado estão conectados ao sistema de alimentação com um controlador.
Conclusão
As características vitais da atividade das plantas de estufa dependem do conforto proporcionado pelos equipamentos climáticos locais. Os sistemas de controle de microclima baseados em controladores e outras automatizações não são apenas um passo para aumentar a comodidade do proprietário desta fazenda. Esta é uma configuração muito mais precisa dos modos de controle de ar, umidade e temperatura, bem como um meio de melhorar a eficiência energética dos equipamentos utilizados. O uso racional dos recursos energéticos é apenas um dos fatores-chave no desenvolvimento de sistemas de controle baseados em Arduino.
