Les serres traditionnelles et les serres, même dans des conditions climatiques favorables, nécessitent des efforts considérables de la part du propriétaire pour obtenir la récolte prévue. On peut également noter des complexes de travail technique sur l'agencement des structures, mais les tâches de contrôle élémentaire jouent un rôle important dans le processus d'exploitation. Le concept de serre intelligente permet de faciliter grandement les fonctions du propriétaire lors de la création et de l'entretien de tels objets. Vous pouvez l'implémenter de vos propres mains à l'aide d'un équipement spécial et d'outils matériels et logiciels.
Automatisation dans la serre
De manière générale, une serre intelligente peut être considérée comme un analogue d'une maison intelligente. La tâche principale du système est de fournir des éléments de contrôle intelligent, qui affecteront positivement plusieurs paramètres du fonctionnement de la ferme à la fois. Un facteur clé dans la mise en œuvre de l'automatismeest le contrôle des indicateurs de microclimat sans intervention de l'utilisateur. Le système doit indépendamment, sur la base des données actuelles de température et d'humidité, ajuster les paramètres nécessaires chaque jour, heure et même minute, en tenant compte des exigences de la végétation spécifique. Mais il peut y avoir des problèmes dans l'idée d'introduire l'automatisation pour une serre. Il n'est pas difficile de mettre en œuvre les éléments de base du système de vos propres mains - il suffit de connecter des capteurs avec plusieurs capteurs de sensibilité à des équipements qui contrôlent directement le microclimat et d'autres processus de régulation. La difficulté réside dans les contradictions entre les exigences des différents composants fonctionnels de la serre. Il ne s'agit même pas du fait que les concombres et les tomates conditionnés ont besoin d'un régime d'arrosage différent, mais de différences en termes de besoins en humidité et de confort thermique par rapport au sol et à la partie supérieure des plantes.
Choisir un emplacement pour une serre
Aux premières étapes du projet, vous pouvez vous concentrer sur les règles générales d'aménagement technique de la structure. Bien entendu, le choix de l'emplacement de la ferme est un point fondamental. S'il y a une pénurie de chaleur et d'énergie solaire dans la région, la pente et le côté long de la structure doivent être tournés vers le sud. Selon les experts, une telle décision se justifie si l'accent est mis sur la culture de printemps avec des semis. Les serres d'été, au contraire, doivent être orientées vers le nord, car dans ce cas, les crêtes recevront une translucidité plus efficace avec les rayons du soir et du matin. De plus, lors du choix d'un lieu, n'oubliez pas la fiabilité du sol. De vos propres mains sous une serre intelligente, vous pouvezpréparer à l'avance et une fondation universelle d'une structure de pieux avec un grillage. Mais s'il est prévu de construire un cadre sur la base d'une fondation en bande, un calcul géodésique doit être effectué avec des relevés d'eau souterraine. Cette option a ses limites en termes d'exécution.
Installation de la partie structurelle supérieure
Dans un premier temps, n'oubliez pas qu'une serre high-tech et riche en équipements doit prévoir la possibilité de câblage et l'installation d'équipements complexes. C'est-à-dire que les matériaux de fabrication doivent être utilisés avec une structure flexible dans la mesure du possible en termes de traitement. Cependant, il n'y aura rien de fondamentalement nouveau dans la mise en œuvre de cette partie. Le squelette de support peut être constitué de poteaux métalliques avec des cadres transversaux, et le verre ou le polycarbonate peut être utilisé pour la décoration. L'installation à faire soi-même d'une serre intelligente est réalisée par un ensemble d'opérations typiques - à l'aide de matériel, de supports et de pinces, l'amarrage entre les éléments est effectué à l'aide d'un équipement de soudage ou d'une perceuse-visseuse. Plus important est le calcul correct de la structure afin qu'elle dure longtemps et ne nécessite pas d'ajustement pendant le fonctionnement. Pour le support de communication, des canaux de câble spéciaux sont posés. Leur matériau est choisi parmi des plastiques résistants à l'humidité et bien isolés. Déjà dans la serre elle-même, un système de mise à la terre et des sections protégées pour l'installation de blocs de sécurité doivent être envisagés.
Implémentation technique de l'automatisation des serres
Pour contrôler les systèmes de contrôleLe microclimat utilise des capteurs, des éléments capteurs, des actionneurs et des outils de communication pour délivrer des signaux. Cependant, sans contrôle par microcontrôleur, cette infrastructure ne peut pas être créée. Comme solution optimale à ce problème, des produits basés sur "Arduino" sont utilisés. Une serre intelligente contrôlée par ce dispositif reçoit une gamme complète d'outils pour un contrôle constant par des modules fonctionnels. Le système "Arduino" est une petite carte avec un microcircuit fourni par le professeur et de la mémoire. Selon la configuration spécifique de cet appareil, un certain nombre d'appareils externes peuvent être connectés. Dans les petites serres, jusqu'à une douzaine d'éléments contrôlés sont utilisés, notamment des moteurs électriques, des dispositifs d'éclairage, des mécanismes de porte, des systèmes d'arrosage, etc. Les composants connectés sont contrôlés selon un algorithme défini par l'utilisateur, en tenant compte de paramètres externes.
Comment développer un projet Arduino ?
Tous les éléments fonctionnels du complexe de contrôle sont assemblés individuellement. Certains des appareils sont directement inclus dans le système de service du microcontrôleur, et l'autre partie est impliquée dans la modification des paramètres de l'environnement de travail. L'utilisateur est tenu de déterminer initialement quels éléments fonctionnels seront nécessaires pour organiser le fonctionnement autonome de la serre et comment la fonction de contrôle sera technologiquement organisée. En règle générale, les projets Arduino sont développés selon les éléments suivantsalgorithme:
- Détermination des facteurs cibles qui affectent la vie végétale. Les critères de base incluent la température, l'humidité, la lumière et la teneur en dioxyde de carbone.
- Élaboration d'un schéma selon lequel l'infrastructure de contrôle sera mise en œuvre à l'aide du contrôleur.
- Rédaction d'un plan d'équipement et de capteurs avec des informations sur les paramètres cibles.
- Création d'une carte technologique de l'interaction du panneau de commande avec les unités fonctionnelles du contrôleur.
- Développement d'un algorithme au niveau logiciel pour automatiser les processus de gestion des serres.
- Support technique des unités fonctionnelles avec système d'alimentation.
Types d'aérateurs
La circulation de l'air est l'un des facteurs clés assurant le développement équilibré des plantes qui aiment la chaleur. Dans ce cas, la tâche consiste à exécuter cette fonction en mode automatique. Comment l'assurer ? Il existe trois façons principales de mettre en œuvre la ventilation automatique des serres:
- D'un amortisseur d'automobile. La solution budgétaire la plus simple, composée de mécanismes à piston et d'un ressort à gaz d'une voiture. La ventilation automatique à faire soi-même de la serre à partir d'un amortisseur peut être réalisée à l'aide de tuyaux métalliques, de bouchons de plomberie et d'un arrêt pneumatique avec une base de coque. Cette infrastructure forme en fait un moteur thermique qui peut être fixé dans le vantail de la même paroi ou verrière en polycarbonate.
- Ventilateur électrique. Passant parl'interrupteur thermique est monté sur un système de ventilation à part entière d'une puissance suffisante avec connexion à un générateur local ou alimenté par sa propre batterie.
- Mécanismes de vannes. Une découpe est faite dans la structure de la fenêtre ou sur le toit de la serre pour installer une vanne de ventilation. L'automatisation dans ce cas sera intégrée et son niveau dépend de la version spécifique de l'appareil. Aujourd'hui, il existe des modèles avec contrôle de programme et avec des régulateurs mécaniques qui ne nécessitent pas d'alimentation électrique.
Système d'éclairage
La végétation des serres devrait en moyenne recevoir de la lumière 14 à 16 heures par jour. Il est également inutile d'avoir un éclairage 24 heures sur 24, il est donc nécessaire de disposer d'un système d'autorégulation. Tout d'abord, il est nécessaire de déterminer initialement quelles seront les sources lumineuses. En tant qu'option universelle, vous pouvez utiliser des LED spéciales pour les serres ou les appareils avec l'éclairage rouge dit utile, fonctionnant sur des ondes comprises entre 600 et 700 nanomètres. Cependant, pendant la période de floraison, des ondes bleues dans le spectre de 400 à 500 nanomètres doivent être connectées. En termes de mise en œuvre de l'éclairage, une serre intelligente de vos propres mains peut être équipée d'un groupe contrôlé de lampes protégées avec une large gamme de paramètres réglables intégrés dans la base d'un contrôleur commun. La tâche principale est d'organiser correctement et rationnellement la connexion des contacteurs du système Arduino à chaque lampe. Pour cela, des relais de contrôle avec des collecteurs et des pilotes pour modifier les caractéristiques de la lueur peuvent également être utilisés.
Système d'irrigation
Un plan de placement des plantes doit être préparé au moment de la conception de cette partie. Il est conseillé de les répartir en groupes ayant les mêmes besoins en arrosage. Les automatismes d'arrosage de la serre seront également reliés à un contrôleur central relié à des capteurs d'humidité. L'option la plus simple pour mettre en œuvre un tel système consiste à installer un baril d'eau, qui sera collecté par l'eau de pluie du drain. Le processus d'irrigation sera contrôlé par un robinet à tournant sphérique avec un tableau arrière automatique à tirage direct connecté.
Système d'irrigation goutte à goutte
Compliqué en termes de conception, mais efficace du point de vue de l'alimentation en eau de l'usine. Pour le créer, vous aurez besoin d'un distributeur à réglage automatique et d'un équipement de distribution d'eau, qui peut être fabriqué à partir d'un tuyau en plastique. Ainsi, des canaux perforés sont montés le long de tous les lits de la serre intelligente. Pour les semis, vous pouvez vous limiter à l'humidité du sol. L'ensemble du système de tuyauterie doit également être contrôlé par une pompe de circulation, qui maintiendra le niveau de pression optimal dans les circuits.
Moyens pour stimuler un sol fertile
L'activité de croissance et de développement des plantes dépend de la microflore du sol. Pour maintenir le régime optimal d'humidité de l'air de la terre, un ensemble approprié de serres intelligentes est nécessaire, qui comprendra des éléments électriques pour chauffer et arroser le sol. On utilise généralement des tapis ou des dispositifs à plaques, qui sont placés directement danssol ou en dessous, et d'autre part sont connectés au système d'alimentation avec un contrôleur.
Conclusion
Les caractéristiques d'activité vitale des plantes sous serre dépendent du confort apporté par les équipements climatiques locaux. Les systèmes de contrôle du microclimat basés sur des contrôleurs et d'autres automatisations ne sont pas seulement une étape vers l'augmentation de la commodité du propriétaire de cette ferme. Il s'agit d'un réglage beaucoup plus précis des modes de contrôle de l'air, de l'humidité et de la température, ainsi que d'un moyen d'améliorer l'efficacité énergétique des équipements utilisés. L'utilisation rationnelle des ressources énergétiques n'est qu'un des facteurs clés dans le développement de systèmes de contrôle basés sur Arduino.
