Приусадебное хозяйство для многих семей сегодня является серьёзным подспорьем, дающим значительную экономию денежных средств на продуктах питания, и позволяющим получать экологически чистые, вкусные овощи и фрукты. Но, к сожалению, чтобы получить хороший урожай, приходится затратить немало сил и времени. Не у каждого человека сегодня имеется возможность ежедневно посещать дачный участок, чтобы лично проветривать теплицы, поливать насаждения и совершать прочий необходимый уход за ними. Эффективным выходом из этой ситуации является умная теплица. Подобные системы в последние годы набирают всё большую популярность у владельцев дачных участков и частных загородных домов.
Что собой представляет умная теплица?
Разные тепличные растения требуют определённых условий выращивания. То, что для одних культурных насаждений будет оптимальным вариантом, пагубно скажется на других. Это касается температуры воздуха, уровня влажности, интенсивности освещения. Поэтому, для получения хорошего урожая очень важно поддерживать в теплице необходимый микроклимат – вовремя проветривать помещение, увлажнять почву, а при необходимости оборудовать дополнительную подсветку и системы обогрева.
Всё эти действия требует больших затрат времени, если выполнять их в ручном режиме. Оборудование же теплицы «умными» элементами, позволит производить все перечисленные процессы без непосредственного участия человека. Автоматизация теплиц даёт возможность поддерживать оптимальный микроклимат, ориентируясь на конкретные показатели влажности или температуры. К примеру, если внутренняя температура переходит установленное предельное значение, система автоматически открывает вентиляционные форточки. При падении температуры ниже определённой нормы, вентилирование прекращается. То же относится к поливу и отеплению. Существует несколько вариантов работы подобных систем – с помощью электронных процессоров и датчиков, за счёт физических свойств определённых материалов.
Среди основных плюсов умных теплиц следует упомянуть:
- Создание и поддержание оптимального для насаждений микроклимата.
- Сведение к минимуму участия человека в процессе выращивания тепличных растений.
- Возможность получать значительно больший урожай с тех же площадей.
Недостатков у подобных систем немного, и все они с лихвой компенсируются имеющимися преимуществами. Необходимость вложения финансовых средств, сил и времени. Энергозависимую систему может парализовать отключение электроэнергии на участке.
Виды теплиц
Существует несколько типов умных теплиц, различающихся по ряду факторов:
- Степень автоматизации.
- Зависимость от электропитания.
- Конфигурация.
По степени автоматизации теплицы бывают полностью или частично автоматизированными. Полная автоматизация включает в себя систему вентилирования, автополив, обогрев и дополнительное освещение растений. Чем больше функций способна выполнять умная теплица без участия человека, тем выше будет эффективность работы подобной системы. По степени зависимости от внешнего источника электроэнергии, они бывают:
- Энергозависимые. Такие модели подключаются к системам энергоснабжения, и не могут функционировать без них. В их работе, как правило, используется умная электроника – датчики, контроллеры, таймеры.
- Автономные. Они не зависят он внешнего источника электричества, поскольку принцип их действия заключён в физических свойствах материалов, из которых изготовлены элементы автоматики.
Конфигурация теплицы – важный показатель для процесса вегетации культурных насаждений, хотя напрямую и не связан с «умными» функциями. По форме каркаса умные теплицы бывают:
- Двускатные – классический вариант в виде домика.
- Односкатные – имеют один скат крыши, обращённый в южную сторону.
- Арочные – с круглыми сводами и стенками, наиболее популярный в последние годы вариант.
- Многогранные – каркасы сложной формы, позволяющие по-максимуму использовать солнечное освещение.
Все вышеперечисленные разновидности могут оборудоваться умными автоматическими системами, конечно, с учётом особенностей конструкции.
Как оборудовать автоматическую теплицу
При выборе систем автоматизации следует уделить особое внимание их эффективности. Для этого принимаются к сведению следующие факторы:
- Тип выращиваемых в теплице насаждений, их требования к оптимальной температуре, влажности воздуха и почвы.
- Климатические особенности региона.
- Объёмы и площадь теплицы.
Сегодня в продаже имеется достаточное количество уже готовых наборов, с помощью которых вы сможете сделать свою уже построенную теплицу «умной». Они включают электронные контроллеры или таймеры, различные датчики и сервоприводы. На современном рынке электроники можно встретить подобные системы как от отечественных, так и от заграничных производителей. Кроме того, некоторые элементы автоматизации, такие как система вентиляции или автополив, можно создать своими руками из подручных средств. К основным функциям автоматических систем следует отнести:
- Отслеживание и поддержание оптимального температурного режима.
- Контроль над влажностью воздуха и почвы.
- Освещение и обогрев насаждений.
Рассмотрим каждый их этих элементов подробнее.
Автомат для проветривания теплицы
Автоматическое проветривание позволяет поддерживать внутри помещения оптимальный температурный режим и влажность воздуха. Тепличные вентсистемы бывают трёх типов:
- Гидравлические.
- Биметаллические.
- Электронные.
В работе гидравлических вентиляционных устройств лежит принцип расширения жидкости при нагреве. Для их функционирования не требуется внешний источник электропитания, поэтому они относятся к категории полностью автономных. Конструктивно они представляют две ёмкости, наполненные жидкостью – водой, этиленом, маслом и т.д. Одна из них устанавливается внутри теплицы, а другая снаружи. При этом внутренняя ёмкость является основной рабочей, а наружная играет роль компенсатора. Между ними установлен гидроцилиндр с рычагом, соединённый с форточкой.
Когда температура внутри теплицы под действием солнечных лучей повышается, вода во внутренней ёмкости разогревается и, расширяясь, начинает давить на рычаг. В результате форточка приоткрывается. И чем выше внутренняя температура, тем больше давление жидкости и тем шире раскрывается створка. Вечером, когда теплица остывает, давление рабочей жидкости из внутреннего бака подает. Тогда, в работу вступает наружный бак-компенсатор: давление его жидкости приводит рычаг в исходное положение, закрывая форточки.
Работа биметаллических устройств основана на том же принципе, но в роли двух баков здесь выступают два различных металла, имеющих разный показатель температурного расширения. Чаще всего это латунь и сталь. При нагреве воздуха, латунь расширяется сильнее, чем сталь, заставляя рычаг растворять вентиляционную форточку. При остывании латунь сжимается, и форточка под действием того же рычага закрывается.
Электронные вентсистемы представляют собой сложное устройство, включающее в себя программируемый контроллер, температурный датчик и сервоприводы. В действие они приводятся за счёт электроэнергии, поэтому относятся к энергозависимым типам. В основе устройства находится процессор, управляющий всей системой. Владелец участка выставляет на контроллере или таймере определённый максимальный и минимальный показатель. Уровень температуры постоянно отслеживается с помощью термодатчика. При превышении порогового значения процессор посылает сигнал сервоприводам на открытие или закрытие форточек. Объёмные тепличные комплексы также могут оборудоваться системами принудительной вентиляции в виде вытяжных и приточных вентиляторов, также запускаемых в работу электронным процессором.
Система полива для умных теплиц
Автополив может быть организован на двух принципах:
- Капельное орошение.
- Принудительный полив при посредстве электронного контроллера.
Устройства капельного полива могут быть фабричными, но с лёгкостью их можно сделать и своими руками. Они состоят из ёмкости-накопителя с водой и проложенных от неё к посадкам поливочных шлангов или труб. В них проделываются небольшие отверстия или устанавливаются специальные дозаторы-сплинкеты таким образом, чтобы они находились у самого основания каждого растения. В ёмкость заливается вода, и по трубам и шлангам она самотёком доставляется к насаждениям, увлажняя почву непосредственно у корней каждого растения. Такой метод имеет целый ряд плюсов:
- В зависимости от объёма накопителя, капельный полив позволяет владельцу не вмешиваться в процесс полива в течение длительного времени.
- Залитая в бак вода в процессе полива успевает прогреться до комфортных температур, что снизит вероятность заболевания теплолюбивых растений.
- Точечный полив позволит более экономно расходовать воду, что особо важно для участков, испытывающих её дефицит.
Электронный вариант автополива состоит из таких элементов:
- Контроллер с процессором или таймер.
- Нагнетательный насос.
- Трубопроводы или шланги для водопдачи.
- Электронные клапаны.
- Форсунки-распылители.
Действует подобные системы так: владелец выставляет на таймере определённое время, и в нужный момент процессор включает подающий насос, открывает электронные клапаны. Полив продолжается определённое время, установленное на контроллере – 5,10,15 минут и т.д. Современные электронные устройства также могут сопрягаться с датчиками влажности почвы, и если грунт недостаточно сухой, то полив сработает вне очереди. Точно так же, если влажность почвы ещё высока, полив не будет запущен во избежание переувлажнения.
Решения для обогрева почвы
Для северных районов настоящей проблемой становится недостаточно продолжительное и тёплое лето. В результате процесс вегетации растений не успевает полностью завершиться, и получаемый урожай бывает гораздо меньшим, чем в южных регионах. Решить эту проблему можно при помощи оборудования систем автономного обогрева. Для этого используется электрообогреватели или дровяные печи, устанавливаемые внутри теплиц. Но их использование требует присутствия человека для розжига топки или для включения/отключения теплонагревателя.
Сделать обогрев автономным поможет всё тот же электронный контроллер. Причём для каждой отдельной системы (вентиляция, обогрев, автополив) не придётся приобретать своё отдельное устройство. Современные процессоры способны работать одновременно с несколькими датчиками и выполнять целый ряд функций. Более того, наиболее «продвинутые» модели снабжаются блоками WiFi или GSM. Это позволяет владельцу поддерживать постоянный контроль с процессором при помощи интернет-соединения, изменяя настройки или отдавая команды умной теплице в ручном режиме через смартфон или планшет.
Теплонагревательные элементы могут прокладываться непосредственно в грунте, или устанавливаться на поверхности в виде традиционных электрических ТЭНов. При понижении температуры сигнал от датчика поступает на процессор. А тот, в свою очередь, запускает в работу систему обогрева, замыкая контакты электропитания. При достижении необходимого температурного предела, контроллер также самостоятельно выключает систему обогрева.
Освещение в теплице
Этот аспект актуален для северных районов, где световой день к осени заметно сокращается. Также дополнительное освещение будет не лишним, если в теплице выращиваются южные теплолюбивые растения, а также для оранжерей и зимних садов. В этом случае потребуется установка датчика освещения, который бы сопрягался с контроллером. При снижении уровня освещённости ниже установленного предела, электроника автоматически включит подсветку. Это может произойти в пасмурный день или в вечернее время.
Чтобы свет в теплице не горел всю ночь, можно заложить в таймер процессора ограничение по времени. Например, запретить автоматике самостоятельно включать дополнительную подсветку после 22-00. Количество точек подсветки и яркость каждой из них рассчитывается исходя из площади тепличного помещения и светолюбивости выращиваемых в ней насаждений.
Как видим, умная теплица способна значительно упростить процесс ухода за растениями, освободив человека от необходимости ежедневного присутствия на даче. Несмотря на дополнительные финансовые затраты при оборудовании теплицы, эти расходы легко окупятся уже через пару лет благодаря повысившейся урожайности и экономии времени и сил при уходе за посадками.
Загрузка...
