Сервопривод для теплицы

Умная теплица

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Всем привет, хотел бы поделиться своими наработками в области автоматизации дачи, точнее теплицы.
Итак, в этом году сварганил поликарбонатную теплицу, надоели мне эти безвкусные овощи с прилавков магазинов. захотелось мне собственных огурцов, томатов, и пр.
Следить за теплицей времени у меня нет, по этому решено было сделать небольшую автоматизацию, целью которой будет — поддержание климата, полива и что-нибуть ещё. Пока это главные критерии которые отнимают значительное время.

Что было куплено (заказано):
Arduino Uno (В скором времени перейду на МЕГУ т.к. на UNO заканчиваются свободные порты)
Блок реле на 8 каналов — управляют нагрузкам
Датчики Температур DHT и DS1820
LCD I2C модуль для отображения темп и влажности
Кнопки нормально разомкнутые для ручного управления ардуиной
Датчик влажности почвы
Электро магнитные клапана 12в для автополива
Блок бесперебойного питания на 12вольт
Актуаторы для спутниковых антенн — ими открываются и закрываться форточки для проветривания и поддержания температуры внутри теплицы.
Поплавковые датчики уровня воды — они служат для поддержания актуального уровня воды в бочке для полива растений.
127л бочка для воды.

Теплица: 10мх3м сварена из профильной трубы 20х20х2мм, обшита поликарбонатом 4мм. Фундамент бетон Не хотел я покупать готовые теплицы, уж очень они хиленькие и не просторные. У соседей, к примеру, зимой продавило такую теплицу. Поэтому решил строить свою мега надёжную конструкцию потратив на это месяц и приобрёл в замен 10тый лэвл по сварке электродами. Получилась такая вот красавица =)

Центр автоматики =)
Сверху вниз: ИБП 12вольт с аккумуляторной батареей на 7а/ч, далее коробка в которой находится блок реле, розетка 220в и ещё что-то. ) справа от него розетка 220v для насоса и розетки +12в для актуаторов. Ниже блок с ардуинои и LCD модулем, под ними розетки для датчиков. Справа от них распределительный коллектор воды

Бочка поливочная с врезанными датчиками уровня и тел. розеткой для быстрого отсоединения кабеля. Висит под потолком теплицы. Бочка полива автоматически наполняется вибрационным насосом типа «малыш» из колодца. Алгоритм таков: при нулевом значении нижнего датчика уровня воды в баке — включается колодезный насос и качает воду в бак до верхнего датчика, как только верхний датчик показал еденицу, насос выключается. Всё просто

Начинка, знаю что выглядит как полный пи. ц, можете закидать меня помидорами, я это заслужил:), это временно.

Актуатор, который открывает заднюю дверь для проветривания. По паспорту он работает от 36вольт, но от 12в тоже пашет. Проветривание теплицы происходит по двум температурным точкам: при +30 форточка открывается, при падении до +25 форточка закрывается.

Дисплей отображает информацию о температуре и влажности. Кнопками, которые под дисплеем я могу перейти в ручной режим и скажем открыть или закрыть форточки.

Капельная магистраль из ПНД трубы с врезанными кранчиками из зоомагазина, к которым подключены капельницы

Капельный полив пока находиться в ручном режиме(открыл шаровой кран на коллекторе вода пошла в капельную линию), т.к. э.м. клапана только вот пришли и надо допиливать схему и прошивку. Клапана заказывал специально для низкого давления до 0.8 бар т.к. давление у меня примерно 0.2бар. Пробовал клапана от стиральной машины — не прокатило — производительность 1 капля в минуту =)

Сами капельницы прилетели ко мне из Китая и со своими обязанностями справляются.

Примерная схема(устарела), будет возможность, выложу новую, к 5 и 6 контактам подключены датчики уровня воды в бочке полива, 11 канал идёт в блок реле канала 3 и управляет колодезным насосом.

Код прошивки выложу позже, как буду на даче.

Вот пока всё что сделал на данный момент. Может будет кому интересно.

Рад услышать критику, замечания, предложения и вопросы =)

Теплица на Ардуино своими руками – подробно об автоматике умного парника

В качестве проекта по электронике, я решил сделать умную теплицу на Ардуино своими руками. Моей целью была регулировка температцры в теплицы с помощью лампы и сервопривода, который открывает окошко и вентилятора. Я хотел достичь практически неизменного уровня влажности при помощи насоса, а также хотел получать данные о температуре, влажности почвы и освещенности. В конце я решил запустить вебсайт, на котором эти данные отображались бы.

Проект автоматизации теплицы был сделан для курса электроники и я хотел использовать в нём Распберри Пи и Ардуино.

Шаг 1: Презентация

В автоматике умной теплицы располагаются разные датчики, измеряющие температуру внутри и снаружи, влажность почвы и освещенность.

Внутренний датчик температуры позволяет запускать вентилятор и сервопривод, открывающий окно, когда внутренняя температура поднимается выше заданной точки. И наоборот, если температура опускается ниже заданной точки, то окно закрывается. А вентилятор останавливается, и даже более того, чтобы согреть растение запускается лампа. Когда земля слишком пересыхает, датчик уровня влажности почвы позволяет запустить насос и электромагнитный клапан системы орошения.

Плата Ардуино подключается к Распберри пи 3 при помощи кабеля USB. Это соединение позволяет нам сохранять замеры и состояния приводов, а все данные отправлять в базу данных mysql. Скрипт на языке python позволяет управлять Ардуино Уно (связь ведущий / ведомый) и сохранить данные в базу, либо прочитать данные из базы и отправить новые данные на Врдуино.

Читать еще:  Тонкие пластиковые панели для стен имитация плитки

Далее, установленный на Распберри Пи сервер Apache поддерживает вебсайт. При помощи PHP мы создаём мост между БД mysql и вебсайтом.

На сайте мы можем задать температуру и уровень влажности. Также через сайт можно управлять каждым приводом и узнать их положение.

Шаг 2: Список компонентов

В проекте мы хотели использовать как можно больше компонентов, извлечённых при переработке других вещей.

В этой части инструкции я дам вам разные программы и код, который я создал для этого проекта.

Программа для Ардуино:
В новой версии я исправили ошибки, при которых не открывалось окно и т.д.

Распберри:
Мы установили сервер MySQL и привязали к нему Python. Для вебсервера мы установили Apache 2.

Вебсайт:
Файлы .CSS доступны в архиве.

Скрипт для Распберри:
Для скрипта мы использовали библиотеку MySQLdb. Используется Python версии 2.7. Скрипт – это мост между Аржуино и Распберри Пи. Он позволяет сохранять данные сАрдуино в базу данных и отсылать невыет контрольные данные, установленные пользователем, в программу Ардуино.

Шаг 4: Установка

Шаг 5: Электропроводка

Шаг 6: Вебсайт и база данных

Наш вебсайт состоит из трёх страниц.
Первая страница – главная, на ней пользователь может узнать состояние устройств и показания датчиков.
Вторая страница – Команды и параметры, где пользователь может легко поменять режим устройств и включитьвыключить их. На этой странице также можно задать контрольные числа для температуры и влажности.
На последней странице вы можете прочитать о создателях проекта.

База данных состоит из трёх таблиц. Таблица «measures» хранит в себе накопленные данные. Таблица «types» содержит параметры каждого измерения, а таблица «commandes» позволяет оправлять устройствами и знать их состояние.

Шаг 7: Время сберечь ваше время и ваши растения

Все готово. У вас есть все инструменты для создания автоматизированной теплицы! Посмотрите видео и увидите умный парник в действии.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Умная теплица на Arduino- делаем первые шаги

Умная теплица на Arduino- делаем первые шаги

Теплицы предназначены для обеспечения оптимального микроклимата для роста и развития растений. Это могут быть и большие промышленные сооружения и небольшое место на подоконнике для выращивания любимого цветка. Но даже за самой крохотной теплицей на подоконнике нужен уход: осуществление полива, поддержание нужной температуры, уровня освещенности и т.п.

Многие с удовольствием занялись подобным хозяйством, вот только ни сил, ни времени для этого нет. И только мечта подсказывает: вот бы такую конструкцию, которая бы настолько умной, что делала бы все сама. Такая теплица окажется востребованной теми, кто не хочет тратить много времени на уход за растениями, а также может не иметь для этого возможности в случае длительного отсутствия — командировок, отпуска и т.п.
Мы и приступим к созданию подобной теплицы, назовем ее умной. А поможет нам создавать умную теплицу контроллер Arduino. Какие же функции будет выполнять умная теплица?
Во-первых, необходимо оперативно получать всю необходимую информацию об климатических параметрах нашей теплицы: температура и влажность воздуха, температура и увлажненность почвы, освещенность теплицы. Т.е. осуществлять мониторинг климатических параметров теплицы.

Какую проблему клиента решит функция мониторинга? Прежде всего — устранит беспокойство насчет того, все ли в порядке c растениями во время его отсутствия: есть ли вода в системе, не выключалось ли электричество, может ли системе вентиляции обеспечить нужную температуру, если в помещении стало слишком жарко и т.п.

Выводить данные мониторинга можно на дисплей, или с помощью светодиодов оповещать о критических значениях климатических параметров, или получать данные через интернет или на планшет.
Далее, необходимо реализовать возможность управления теплицей – осуществлять полив, обогрев, вентиляцию растений, регулировать освещенность растений. Управление можно с помощью автоматики, или удаленно (через интернет или через телефон (планшет)).

Следующий этап – функция автономности теплицы. При снижении уровня увлажненности почвы ниже определенного значения, необходимо включить полив, при снижении температуры в теплице необходимо включить обогрев, освещенность теплицы необходимо производить по определенному циклу.

Рисунок 1. Схематическое изображение умной теплицы

В наших уроках мы рассмотрим практическую реализацию проекта умной теплицы. Создадим проект умной теплицы –
«Домашний цветок». И начнем с реализации функции мониторинга параметров теплицы. Для мониторинга нам необходимо получать следующие данные о окружаещей среде нашего цветка:

  1. температура воздуха;
  2. влажность воздуха;
  3. увлажненность почвы;
  4. освещенность цветка.

Для реализации функции мониторинга нам понадобятся следующие детали:

  1. Arduino Uno;
  2. Кабель USB;
  3. Плата прототипирования;
  4. Провода «папа-папа» – 15 шт;
  5. Фоторезистор – 1 шт;
  6. Резистор 10 кОм – 1 шт;
  7. Датчик температуры TMP36 – 1 шт;
  8. Модуль температуры и влажности воздуха DHT11 – 1 шт
  9. Модуль влажности почвы – 1 шт.

Позиции 1-6 имеются в наборах серии «Дерзай» («Базовый», « Изучаем Arduino » и «Умный дом»), датчик температуры TMP36 имеется в наборах «Базовый» и «Изучаем Arduino». Ссылки на позиции 8 и 9 будут даны в конце статьи.
Сначала познакомимся с датчиками, которые будем использовать для функции мониторинга параметров нашего проекта.
C помощью фоторезистора (рисунок 2) осуществляют измерение освещенности. Дело в том, что в темноте сопротивление фоторезистора весьма велико, но когда на него попадает свет, это сопротивление падает пропорционально освещенности.

Рисунок 2. Фоторезистор

Аналоговый датчик температуры TMP36 (рисунок 2) позволяет легко преобразовать выходной уровень напряжения в показания температуры в градусах Цельсия. Каждые 10 мВ соответствуют 1 0С, Вы можете написать формулу для преобразования выходного напряжения в температуру.

Смещение -500 для работы с температурами ниже 0 0C.

Читать еще:  Приспособа для кладки облицовочного кирпича

Рисунок 3. Аналоговый датчик температуры TMP36

Датчик DHT11 состоят из емкостного датчика влажности и термистора. Кроме того датчик содержит в себе простенький АЦП для преобразования аналоговых значений влажности и температуры. Будем использовать датчик в варианте модуля для Arduino (рисунок 4).

Рисунок 4. Модуль DHT11

Модуль влажности почвы (рисунок 5) предназначен для определения влажности земли, в которую он погружен. Он позволяет узнать о недостаточном или избыточном поливе ваших домашних или садовых растений. Модуль состоит из двух частей: контактного щупа YL-28 и датчика YL-38, щуп YL-28 соединен с датчиком YL-38 по двум проводам. Между двумя электродами щупа YL-28 создаётся небольшое напряжение. Если почва сухая, сопротивление велико и ток будет меньше. Если земля влажная — сопротивление меньше, ток — чуть больше. По итоговому аналоговому сигналу можно судить о степени влажности.

Рисунок 5. Модуль влажности почвы

Теперь соберем на макетной плате схему, представленную на рисунке 6.

Рисунок 6. Схема соединения для мониторинга параметров для «Домашний цветок «.

Приступим к написанию скетча. Фоторезистор, датчик температуры TMP36 и модуль влажности почвы – обычные аналоговые датчики. Для датчика TMP36 мы можем преобразовать аналоговые значения в показания температуры в градусах Цельсия. Для работы с модулем DHT11 будем использовать Arduino библиотеку DHT (Скачать). Данные будем измерять с интервалом 5 секунд и значения выводить пока в последовательный порт Arduino.
Создадим в Arduino IDE новый скетч, занесем в него код из листинга 1 и загрузим скетч на на плату Arduino. Напоминаем, что в настройках Arduino IDE необходимо выбрать тип платы (Arduino UNO) и порт подключения платы.

После загрузки скетча на плату, открываем монитор последовательного порта и наблюдаем вывод значений с показаниями наших датчиков (рисунок 7).

Рисунок 7. Вывод значений с показаниями наших датчиков в монитор последовательного порта Arduino.

А вот и наш выращиваемый цветок (рисунок 8).

Рисунок 8. Проект «Домашний цветок»

Смотреть показания датчиков через последовательный порт не совсем удобно, в следующем уроке рассмотрим более удобную индикацию показаний.

Как установить электропривод на форточку для автоматического проветривания теплицы

Для того, чтобы растениям внутри тепличной конструкции было комфортно, здесь должен поддерживаться температурный режим и необходимый уровень влажности. Во многих теплицах можно встретить ручной режим принудительного проветривания помещения, заключающегося в открывании дверей, форточек и окон. В течение светового дня окна открыты, затем на ночь нужно закрывать, чтобы рассада не померзла и не пропала. Но это не всегда удобно, огородник должен находиться неотлучно. Привод для проветривания теплицы становится выходом.

Проветривание теплицы электроприводом

Когда проводится принудительная вентиляция парника, то здесь возрастает риск снижения урожайности. Это происходит из-за человеческого фактора, когда двери и окна в помещение были закрыты не вовремя. Потому использование при проветривании теплицы электропривода способствует поддержания в помещении комфортных условий для роста рассады и ее плодоношения. Особенно актуальным такой способ становится для тех, кто не находится на приусадебном участке постоянно.

Автоматический привод для проветривания теплицы действует по времени и растения не передерживаются в жаре и не страдают от холода.

Что достигается в результате принудительной вентиляции парника:

  • Поддерживается оптимальный температурный режим. Чтобы высаженные культуры приносили плоды, нужно в период цветения обеспечить им достаточный уровень влажности и тепло. Если будет присутствовать полив и нагрев конструкции, то растения вместо урожая будут пропадать и загнивать, потому нужно ставить привод для проветривания теплицы;
  • В течение суток температура может поменяться много раз, в этот период рассада закаляется, растения становятся сильнее и крепче. Этот момент важен, если рассаду планируют переносить из парника в открытый грунт;
  • Проветривание теплицы электроприводом не дает вредителям шансов поселиться внутри сооружения. Как правило, паразиты заселяются в местах, где повышенная влага и тепло. Обеспечивая циркуляцию воздуха, снижается риск развития вредных насекомых;
  • Также при движении воздуха происходит опыление, повышая количество урожая.

Принудительное проветривание теплицы электроприводом – это энергозависимый метод. Как правило, внутри помещения устанавливается несколько вентиляторов. Одни работают и нагнетают воздух, другие наоборот, производят вытяжку воздуха и излишней влаги. Если строение большое, то здесь требуется установка нескольких агрегатов, чтобы обеспечить полноценное проветривание теплицы электроприводом.

Система, отвечающая за вентиляцию внутри парника, работающая в автоматическом режиме, нуждается в дополнительном аккумуляторе, поскольку нужна подзарядка. Если этого не будет, то не исключены сбои в работе системы и вместо урожая будут погибшие растения.

Привод системы проветривание теплицы должен устанавливаться на форточки, тогда это обеспечить достаточное проникновение воздуха в сооружение, лишняя влага покинет здание.

Проветривание теплицы электроприводом своими руками

Не всегда есть возможность приобрести оборудование для автоматической вентиляции. Потому многие выбирают вариант сделать привод системы вентиляции теплицы своими руками.

Механизм, который будет в автоматическом режиме открывать и закрывать окно, изготавливается из банок:

  • Деревянный брус;
  • Фрамуги от вентиляции;
  • Оси вращения;
  • Фиксаторы.

Принцип действия системы следующий: когда в помещении повышается температура, то влага переходит из одной банки по системам трубок в другую. В результате происходит открывание форточки. По мере остывания вода возвращается в первоначальную емкость, окно закрывается.

Привод для проветривания теплицы

На сегодня предлагается несколько видов вентиляции с использованием электричества:

Привод системы проветривания теплицы управляется контроллером. В отношении потребления электроэнергии все системы являются экономными.

Что получает огородник, установив проветривание теплицы электроприводом:

  • Контроль открытия и закрытия форточки. При этом окно открывается не полностью, а на строго заданные параметры;
  • Если на улице неблагоприятные погодные условия, то дверь закрывается принудительно, не давая туману или граду попасть внутрь и повредить растения;
  • Возможность установки на приводе системы проветривания теплицы, датчика дождя и других осадков, чтобы двери и форточки закрывались автоматически;
  • Процедура открытия и закрытия производится в течение нескольких секунд.
Читать еще:  Строим баню на даче своими руками

Но есть и минусы в использовании данного устройства:

  • Проветривание теплицы электроприводом требует обязательного наличия бесперебойного источника питания;
  • Нужно устанавливать контроллер и датчик.

Обеспечение принудительного проветривания теплицы электроприводом позволяет не быть привязанным постоянно к парнику.

Строительный портал №1

18.12.2018 admin Комментарии Нет комментариев

Создание комфортной атмосферы в теплице обеспечивает ее владельца отличным результатом в виде здорового и обильного урожая. Важным фактором в этом процессе является проветривание теплицы. За счет правильной его настройки можно процесс свести к максимальной автоматизации. Однако, не стоит пренебрегать естественными способами вентилирования этого помещения.

Есть ли необходимость в процедуре

Перед тем, как устанавливать автоматическое проветривание теплицы, необходимо знать, зачем оно нужно. Ведь от этого зависит правильность монтажа. Существует две основные причины:

  1. Вывод избыточного тепла

Во время использования теплиц происходит накопление тепла внутри них, но для произрастания культур нужны более жесткие условия по температурному балансу, от этого зависит урожайность всех растений, вкусовые качества продукции, а также другие важные характеристики. Можно считать идеальными условиями, когда температура внутри практически не превышает 38-40 0 С. В некоторые дни проветривание теплиц стоит совмещать с незначительным притенением от чрезмерных солнечных лучей. Также допускается устанавливать электрические вентиляторы для обеспечения движения воздушных масс. Более подробно узнать, как понизить температуру в теплице из поликарбоната, вы сможете узнать в нашей статье.

ВИДЕО: Автоматизация проветривания теплиц

  1. Отдельные виды растений нуждаются в соблюдении индивидуальных климатических условий

Обеспечить их ручным способом круглосуточно не всегда удается, поэтому применяется автоматическое проветривание теплиц. Они способны по заданным условиям обеспечивать приток/отток воздуха для парника. В некоторых случаях это совмещается с контролем уровня влажности и температуры.

Основные параметры

Современные теплицы с автоматическим проветриванием можно поделить на две крупные категории:

  • зависимые от источника электропитания;
  • с использованием автономных, независимых механизмов.

Первая группа использует подключение к бытовым сетям в 220В, реже можно встретить эксплуатацию с применением электрических аккумуляторов или с солнечными панелями. Для роботизированных моделей базовым элементом является термореле, настроенное на работу в определенном температурном интервале. С его помощью запускаются рабочие процессы. Обеспечивается вращение электровентиляторов, подающих свежий воздух внутрь. Используются любые удобные алгоритмы.

У подключенных к электросети автоматических теплиц есть свои положительные качества:

  • к ним легко подключить аппаратуру любой мощности для работы в требуемых условиях;
  • приток/отток воздуха запускается по параметрам, имеющим высокую степень точности или в четко указанное время;
  • автоматическая система проветривания теплиц имеет компактные габариты и способна к быстрой технологической перестройке или перенастройке.

При этом стоит отметить и недостатки энегрозависимых парников:

  • перебои с электроснабжением негативно могут отразиться на растениях, в такой ситуации требуется обязательная дублирующая система питания, например, от аккумуляторов;
  • выход из строя отдельных элементов влечет за собой замену крупного модуля или блока, и имеет высокую стоимость.

Отличной альтернативой служат установки с гидроцилиндром из амортизатора, сделанные своими руками, или подключение электрического привода к форточке для теплицы. В таких схемах присутствуют большое количество тяг, что оправдано для крупных теплиц.

Вторая группа с автономной схемой работы не нуждается в подведении электричества. Такое автоматическое открывание теплицы можно установить даже на даче, вдали от розеток, сэкономив на подводе проводов.

Основой для такого автоматического проветривания теплицы служит термопривод. Благодаря уникальному качеству некоторых материалов изменять свои свойства во время перепадов температур, можно монтировать независимые от электричества автономные механизмы.

Есть три разновидности таких аппаратов:

  • биметаллические;
  • пневматические;
  • гидравлические.

Идеальной конструкции пока инженеры не придумали, поэтому в каждой системе автоматического проветривания теплицы с термоприводом, сделанной своими руками или купленной в специализированном магазине, есть преимущества и недостатки.

Гидравлика и биметаллический элемент

Высокая степень надежности присуща для гидравлических систем. В их основе работа гидроцилиндра, взятого из любого ненужного механизма. Базовый гидроцилиндр для теплицы легко демонтировать из сломанного компьютерного стула, от старого автомобиля или изъять из иного механизма. В некоторых случаях можно гидроцилиндр своими руками сделать.

Сборка финишной конструкции не составляет труда и доступна даже неопытным специалистам в этой области. Главное внимательно установить датчики и рычаги, которые будут связаны с открывающейся форточкой для теплицы.

Основной принцип работы заключается в том, что во время изменения усилия на какой-то из рычагов, осуществляется его наклон. За счет этой нагрузки открывается фрамуга. После охлаждения воздуха в помещении второе плечо поднимается, что приводит к закрытию форточки. Усилие формируется гидроцилиндром, который выполняет роль главного толкателя. Плечи рычага являются емкостями, соединенными гибким шлангом.

ВИДЕО: Как изготовить гидроцилиндр

Работа гидроцилиндра в четко обозначенное время обеспечивает открытие/закрытие форточки. Находящаяся внутри емкость наполнена воздухом и герметично закрыта. Она выполняет функции независимого термометра в системе. Команды, поступающие от нее, руководят цилиндром.

Чтобы использовать эту конструкцию, нужно понять принцип работы механизма. При остывании окружающего воздуха, температура его будет опускаться и внутри полости. Перепад давления заставит втянуться некоторому объему воздуха внутрь шланга. Наружная емкость станет легче, поэтому гидроцилиндр вернет пружину на противовес.

Гидроцилиндр не требует для запуска работы электричества или прочих источников энергии. Все управляется самостоятельно при помощи подручных материалов.

Недостатки гидравлики

Как и любая система, гидравлическая, наряду с большими преимуществами, имеет и небольшие «минусы»:

  • неудобство в использовании для больших площадей;
  • с резким охлаждением атмосферы гидравлика работает медленнее, что может негативно отразиться на растениях.

В биметаллических системах рабочий элемент при повышении температуры расширяется, а при понижении сжимается. Этот эффект заставляет толкать рабочий шток цилиндра или другого элемента.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector