مثال على استخدام الأتمتة الحديثة في الاحتباس الحراري

الدفيئات الزراعية عبارة عن منشآت مخصصة لزراعة الخضروات الطبيعية في فترة زمنية أقصر من البيوت المفتوحة. استخدام الدفيئات شائع بين أصحاب القطاع الخاص والزراعة ككل.

في السابق ، كانت أتمتة الدفيئة إجراءً مكلفًا وغير محتمل في بعض الأحيان ، ولكن في الوقت الحالي ، فإن حل هذه المشكلة ليس مكلفًا للغاية ويؤتي ثماره ، وفي المستقبل ، سوف يحقق فوائد أكبر.

تتطلب العديد من العوامل الضرورية للزراعة الفعالة لمحاصيل الخضروات استخدام الأتمتة الحديثة ، على سبيل المثال:

1) الصيانة التلقائية لدرجة حرارة الهواء الأمثل.

2) سقي التلقائي.

3) إدراج التلقائي للإضاءة.

4) تسخين التربة التلقائي.

الصيانة التلقائية لدرجة حرارة الهواء المثلى

عند زراعة الطماطم والخيار ، حيث أن أكثر المحاصيل شيوعًا التي تزرع في البيوت الزجاجية ، من المستحسن أن تكون درجة حرارة الهواء من +18 إلى +25 درجة مئوية خلال النهار وألا تقل عن +16 درجة مئوية في الليل. درجة حرارة التربة من +10 درجة مئوية وأعلى.

يتم خفض درجة الحرارة باستخدام مشغلات تفتح نوافذ الدفيئة للتهوية عندما ترتفع درجة حرارة الهواء. لهذه الأغراض ، يمكنك أيضا استخدام السائر المحركات، عند الإشارة ، افتح الفتحات إلى الزاوية المطلوبة.

المشغل الميكانيكي

يفضل استخدام المحركات ليس فقط مع مستشعر درجة الحرارة ، ولكن أيضًا مع مستشعر الرياح ، حتى لا تضر النباتات. في دور مستشعر درجة حرارة الهواء ، يمكنك استخدام جهاز استشعار رقمي بسيط وغير مكلف DS18B20.

 

 

الاستشعارDS18B20

سقي النباتات

يتم الري التلقائي باستخدام مستشعرات الرطوبة التي تحد من الري ، لكن من الأفضل أيضًا استخدام مستشعر تدفق المياه معًا ، لأن أجهزة استشعار التربة البسيطة وغير المكلفة تتأكسد بسرعة كبيرة وتفشل. للمزارع الصغيرة ، يمكنك استخدام أجهزة استشعار الرطوبة محلية الصنع بناء على توقيت NE555.

لا يمكن أن تسمى هذه الدائرة الصغيرة بأنها حديثة ، لكنها أثبتت نفسها كأداة إلكترونية موثوقة تستخدم في العديد من المجالات. يجب أن تكون الأقطاب مصنوعة من الجرافيت ، وهو لا يتأكسد. يتم توصيل المخرج 3 من الدائرة الكهربائية المصغرة LED ، مما يشير إلى الخروج من الرطوبة خارج. يمكن أيضًا توصيل هذا الإخراج بنظام التحكم ، ويمكن تعطيله أو تشغيله بناءً على إشارة منه.

جهاز استشعار رطوبة التربة على رقاقة NE555

من المهم معرفة تدفق المياه المطلوب يوميًا (والذي سيعتمد على مساحة الدفيئة ، واحتياجات النباتات المزروعة في الماء ، وكثافتها ، وما إلى ذلك) ، ثم يكفي التحكم في الري باستخدام مجسات تدفق المياه مع مرور الوقت ، واستخدام مجسات الرطوبة كما إنذارات الفائض.

التحكم في الإضاءة

إضاءة السيارات أسهل في التعامل مع البساطة مقاومة للضوء. عندما ينخفض ​​الضوء ، تزداد مقاومته وبالتالي تتشكل إشارة تحكم لتشغيل الأنوار في الدفيئة.

تسخين التربة

يتم إجراء التسخين التلقائي للتربة تمامًا مثل الهواء ، ولكن بدلاً من المحركات ، يتم استخدام أدوات التحكم في درجة الحرارة عناصر التدفئة أو كابل التدفئة.

أجهزة التحكم الآلي

يجب أن نقول أيضًا عن الأجهزة التي تتلقى معلومات من أجهزة الاستشعار ، وتحليل وإصدار إشارات التحكم للمشغلات وعناصر التدفئة وصمامات إمدادات المياه ، إلخ. على الإنترنت ، يمكنك العثور على الكثير من المقالات على مثل هذه المنصة اردوينو على أساس الذي يقترح لإنشاء أتمتة الدفيئات الصغيرة.

Arduino عبارة عن أداة برمجية للأجهزة مزودة بوحدة تحميل الإقلاع مسبقًا ، والتي تتيح لك تحميل البرنامج إلى متحكم دون استخدام مبرمجين منفصلين للأجهزة.مبرمجة متحكم على لوحة باستخدام لغة اردوينو ، على أساس لغة الأسلاك (تشبه C).

جميع نتائج تشغيل المعدات في الدفيئة الآلية ، إذا لزم الأمر ، يمكن تتبعها بصريا على جهاز كمبيوتر.الواجهة eb علبة توفير فرصة ليس فقط لمراقبة قراءات أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة والإضاءة ، ولكن أيضًا للتحكم في هذه القراءات. قد يكون من الممكن أيضًا مراقبة الاحتباس الحراري من خلال كاميرا ويب.

يتم التحكم في نظام التحكم في الاحتباس الحراري بواسطة لوحة مركزية. اردوينو، يعمل على النحو التالي: البيانات البيئية التي تم الحصول عليها ، يتم نقل الرطوبة أو استشعار درجة حرارة الهواء الإضاءة إلى وحدة تحكم المركزية (اردوينو) الذي يقارن القيم الحالية مع القيم المعطاة. إذا لم تتطابق أي من القيم ، فسيتم تشغيل المحرك لاستعادة الحالة المثلى. إضافي اردوينو يرسل البيانات إلى خادم بعيد للمراقبة عبر الإنترنت.

مثال اردوينو لأتمتة الدفيئة

اردوينو مثال أتمتة الدفيئة الدائرة

عن طريق وحدة خاصة قابلة للبرمجة ، والسيطرة على مثل هذه المعلمات:

• تسخين داخل الدفيئة ؛

• تسخين المياه.

• تواتر ومدة الري ؛

• بدء وإيقاف التهوية القسرية.

• الإضاءة.

يتم تحديد التحكم في درجة حرارة الهواء عن طريق اثنين من حدود العتبة: الحد العلوي والحد الأدنى. عند تجاوز الحد العلوي ، فتح فتحات التهوية ، يتم تنشيط المروحة لتبريد بيئة الدفيئة ، ويمكن استخدام الستائر للقمع ، وعندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون الحد الأدنى ، يتم إيقاف تشغيل المروحة ، ويتم تشغيل المدفأة لتسخين الهواء إلى مستوى محدد مسبقًا.

يتم تحديد التحكم في الرطوبة من خلال العتبة التي يحددها المستخدم. عندما تنخفض الرطوبة في الدفيئة عن عتبة محددة مسبقًا ، يتم تشغيل نظام الري التلقائي ثم ينطفئ عند استعادة الحالة المثلى.

يتم التحكم في حالة الإضاءة بنقطتين معينتين: الحد العلوي والحد الأدنى. يحدد الحد العلوي وقت تنشيط المصباح بينما يحدد الحد الأدنى وقت إيقاف تشغيله. تستخدم هذه الاستراتيجية بشكل أساسي لزيادة ضوء النهار أو تعويض عدم كفاية ضوء النهار وفقًا لرغبات المستخدم.

على الرغم من بساطة البرمجة والاتصال ، وكذلك التكلفة المنخفضة ، في رأيي ، فإن تنفيذ مثل هذه المشاريع على Arduino أمر صعب.

كجهاز تحكم رئيسي يمكن أن تستخدم أيضاالحواسيب الصغيرة التوت بي 2يجمع بين مزايا Arduino وجهاز كمبيوتر شخصي ، لأنه قادر على إطلاق نظام تشغيل منفصل وله منافذ الإدخال / الإخراج لتوصيل العبيد وتلقي الإشارات من أجهزة الاستشعار. 

ولكن أسهل طريقة هي شراء جهاز جاهز في شكل مرحل قابل للبرمجة أو تحكم المنطق القابلة للبرمجة. من بين الشركات المصنعة المحلية لمثل هذه المنتجات ، OWEN ، Segnetics ، وغيرهم معروفين ، يمكن أن يكون Controllino PLC بديلاً لأولئك الذين تعلموا كيفية برمجة Arduino.

PLC Controllino: MINI (يسار) ، MAXI (وسط) و MEGA (يمين)

العيب الوحيد لهذا PLC هو مخرجات الترحيل بتيار يصل إلى 6 أ. ولكن إذا كانت الدفيئة تستخدم معدات كهربائية مع استهلاك أقل في الوقت الحالي ، فإن هذا PLC هو الأنسب.

يتوفر اليوم في 3 إصدارات: MINI و MEGA و MAXI. ميزة إضافية مهمة هي القدرة على الاتصال بالإنترنت عبر واجهة Ethernet للمراقبة والتحكم عن بُعد. تتوفر هذه الواجهة في إصدارات MEGA و MAXI.

وبالتالي ، فإن إنشاء دفيئة آلية اليوم هو مهمة بسيطة وغير مكلفة نسبيًا للمزارع الصغيرة.