Inteligentní skleník: princip automatizace a organizace systému vlastníma rukama

Moderní technologie vám umožňují sestavit si skleník svépomocí, ve kterém budou hlavní funkce maximálně automatizovány. Níže jsou uvedeny výhody těchto konstrukcí a také podrobný popis jejich výroby.

• Proč skleník potřebuje automatizaci?
• Možnosti a klasifikace skleníků s inteligentním ovládáním
• Mezi možnosti moderních skleníků patří implementace následujících procesů:
• Fáze zavádění automatizace do skleníku
• Automatický ventilační systém
• Doporučuje se dodržovat následující zásady:
• Organizace kapkové závlahy
• Mulčování půdního prostředí
• Jak si vyrobit automatický skleník vlastníma rukama
• Výběr umístění
• Základní principy umístění skleníku jsou následující:
• Automatizace pro kutily
• Vlastní ventilace
• Pro zajištění požadovaného režimu větrání proveďte následující kroky:
• Automatické zavlažování
• Pro takové zalévání je třeba provést následující:
• Automatické vytápění
• Automatická zařízení tohoto typu zahrnují:
• Další vylepšení
• Mohou to být:
• Možné potíže s montáží automatického skleníku
• Problémy s provozem skleníků související s provozem zásobovacích systémů mohou vzniknout z následujících důvodů:

Proč skleník potřebuje automatizaci?

Řízení podmínek uvnitř uzavřené půdy pomocí automatizace a počítače umožňuje nejlepší podmínky pro rostliny, a tím i vysoký výnos.

• Výhody automatizace jsou:
• udržování požadované teploty a vlhkosti kdykoli během dne;
• stanovení optimální délky denního světla pro pěstovanou plodinu;
• včasné zalévání optimálním množstvím vody o správné teplotě;
• úspora času a úsilí.

Možnosti a klasifikace skleníků s inteligentním ovládáním

Mezi možnosti moderních skleníků patří implementace následujících procesů:

• kontrola a stanovení požadovaného teplotního režimu;
• automatické zavlažování v určený čas;
• obnova půdní vrstvy (mulčování).

Existují dva hlavní typy chytrých skleníků, z nichž každý má své vlastní konstrukční vlastnosti.

1. Autonomní struktury, které fungují na solární a tepelnou energiiPro ně je obzvláště důležité umístění a správná konstrukce.
2. Skleníky s připojením k elektrické síti, u nichž navíc vyvstává otázka zajištění záložního napájení.

Věděl jsi? Již ve starověkém Římě se používaly skleníky, rostliny se vysazovaly do vozů. Přes den se vynášely ven a v noci se odvážely do chráněné, teplé budovy.

Fáze zavádění automatizace do skleníku

Automatické systémy se implementují po instalaci hlavního rámu. Nejprve se zorganizuje ventilační systém.

Automatický ventilační systém

Automatické větrání by mělo zajišťovat přísun čerstvého vzduchu v závislosti na teplotě uvnitř. Za normálních podmínek vzduch ohřátý sluncem stagnuje a vede k šíření chorob a plísní a může také způsobit snížení výnosů plodin. Větrání probíhá otevíráním větracích otvorů, které by měl automatický systém také včas uzavřít.

Pro ovládání větracích otvorů se nejčastěji instaluje hydraulické zařízení průmyslového i domácího typu.

Správné umístění a počet větracích otvorů pomáhá dosáhnout požadované cirkulace vzduchu.

Doporučuje se dodržovat následující zásady:

• větrací otvory by měly být umístěny v co nejvyšší výšce;
• V malých sklenících se umisťují 2 větrací otvory na 2 m střechy.

Organizace kapkové závlahy

Kapková závlaha je považována za nejlepší způsob, jak dodat vlhkost přímo ke kořenovému systému rostlin. Její princip spočívá v pokládání tenkých gumových nebo plastových trubic podle rozvětveného systému, které jsou připojeny ke zdroji vody. Díky pomalé rychlosti závlahy lze udržovat konstantní vlhkost půdy. Pro takovou závlahu je důležitý stálý přísun vody.

Automatizace kapkové závlahy spočívá ve včasném otevření kohoutku přívodu vody, k čemuž se používají hydraulické automaty. Závlahu lze zapnout z ovládacího panelu nebo v závislosti na údajích ze senzorů vlhkosti nebo teploty. Senzory jsou instalovány přímo v půdě, v blízkosti kořenového systému rostliny.

Mulčování půdního prostředí

Půda ve skleníku by měla být pokryta sypkou organickou hmotou, která výrazně sníží počet plevelů a pomůže udržet požadovanou úroveň vlhkosti. Brzy na jaře a na podzim se půda pokryje speciálním černým materiálem, který zajišťuje dodatečné ohřev půdy a vzduchu. Pro skleníky se nejlépe hodí agrovlákno s hustotou 40-60 g / m².

V létě můžete k mulčování záhonů použít posekané seno nebo piliny.

Jak si vyrobit automatický skleník vlastníma rukama

Všechny potřebné automatizační systémy lze zakoupit hotové, ale počáteční náklady na takový skleník budou značné. Chytrý skleník lze vyrobit i vlastníma rukama, k čemuž je nutné připravit promyšlený projekt a prostudovat potřebné podmínky pro pěstování konkrétní plodiny.

Výběr umístění

Správné umístění vám umožní plně využít dostupnou sluneční energii a zároveň poskytnout ochranu před studenými větry.

Základní principy umístění skleníku jsou následující:

• Rám je umístěn od jihu k severu, což zajišťuje rovnoměrné sluneční světlo po celý den. V severních oblastech je optimální směr západ-východ;
• je vyžadována rovná plocha s podzemní vodou nepřesahující 1–1,5 m:
• ochrana před větrem pomocí živého plotu, plotu nebo budov umístěných v určité vzdálenosti od stavby (v závislosti na jejich výšce).

Automatizace pro kutily

K vyřešení každého z problémů můžete použít zařízení na mikrokontrolérech různých cenových úrovní a také nějaké domácí triky.

Vlastní ventilace

Pro zajištění požadovaného režimu větrání proveďte následující kroky:

1. V horní části skleníku je instalován digitální teplotní senzor, který je připojen k zařízení pro otevírání a zavírání větracích otvorů.
2. Snímač je naprogramován na teplotu, při jejímž dosažení je vyslán signál a ventilátor se otevře.

Pro malé skleníky se doporučuje použít hydraulické nebo bimetalické otvírače.

Hydraulická automatizace pro otevírání větracích otvorů je založena na expanzi nízkovroucí kapaliny (obvykle freonu), která vysouvá tyč a tím zvedá větrací otvor. Takové zařízení je odolné a má vysokou reakční rychlost na změny okolní teploty a je také levnější než elektrické systémy a je schopné zvedat těžké předměty (například dveře).

Existují moderní hydraulické systémy s elektronickými řídicími jednotkami, ale ty jsou dražší a závisí na dostupnosti elektrické energie.

Bimetalové regulátory jsou dvě destičky vyrobené z vysoce tepelně vodivého kovu, které se instalují na okno a při zahřátí se ohnou, čímž otevírají přístup čerstvého vzduchu. Po ochlazení se destičky narovnají a okno se zavřou. Taková zařízení mají nízkou cenu a vysokou rychlost odezvy. I když destičky nemohou unést velkou váhu, jsou pro polykarbonátová okna dostatečné.

Automatické zavlažování

Na trhu je široká škála kapkových systémů, ale automatickou zálivku lze zajistit levnějšími prostředky. Solární destilace dokáže zajistit potřebné množství vláhy i v letních vedrech.

Věděl jsi? Na Islandu se většina skleníků nachází na horkých gejzírech.

Pro takové zalévání je třeba provést následující:

1. Připravte si 2 plastové nádoby (lahve), jedna by měla být menší než druhá. Stěny nádob by měly být co nejprůhlednější!
2. Do menší lahve se nalije voda a větší nádoba se na ni umístí jako víko.
3. Konstrukce je instalována vedle každé rostliny.
4. Když slunce ohřívá vodu, začne se odpařovat a usazovat na stěnách druhé láhve, kutálí se do země.

Další možností je kombinace plastových lahví a prázdných náplní do kuličkových per. Náplně je nutné nejprve vyčistit benzínem.

1. Jeden konec tyče je utěsněn (například zápalkou) a je propíchnut otvor, který ustupuje 3-4 mm od zástrčky.
2. V lahvi se na úrovni „ramen“ propíchne otvor menšího průměru a zasune se do něj tyč.
3. Dno lahve se odřízne, hrdlo se uzavře víčkem a lahev se umístí víčkem dolů. Nebo se v lahvi vytvoří otvor ve vzdálenosti 20-25 mm od dna a utěsní se plastelínou a lahev se umístí na dno s otevřeným víčkem.
4. Do lahvičky se nalije voda a zkontroluje se tyčinka: během 5 minut by mělo vytéct 10 kapek.

Při neustálém vystavení slunci se plast zhoršuje, proto je třeba jej vyměnit každých 6 měsíců.

Automatické vytápění

Pokud se skleník používá celoročně, vyžaduje systém vytápění.

Automatická zařízení tohoto typu zahrnují:

• infračervené ohřívače s teplotním senzorem – používají se pro nadzemní vytápění;
• automatické systémy s plynovými hořáky nebo vařiči;
• podložní komplexy se speciálními deskami a spínacími senzory, které jsou montovány pod rostlinami.

Pro udržení požadované teploty v noci od jara do podzimu lze využít sluneční energii akumulovanou během dne. Jako akumulátor tepla může sloužit nádoba s černou závlahovou vodou.

Další vylepšení

Jakmile jsou nainstalovány potřebné systémy a chytrý skleník je spuštěn a funkční, můžete zvážit možnosti dalšího vylepšení návrhu.

Mohou to být:

• plnicí systém pro vodní nádrž vybavenou čerpadlem a plovákovým spínačem;
• dodatečné osvětlení pro prodloužení délky denního světla nebo zastínění pro jeho zkrácení (například při pěstování ředkviček).
• rozšíření ventilačního systému instalací elektrických ventilátorů.

Možné potíže s montáží automatického skleníku

Problémy s provozem skleníků související s provozem zásobovacích systémů mohou vzniknout z následujících důvodů:

• chyby ve výpočtu počtu větracích otvorů, programování senzorů atd.;
• přetížení systému při používání zařízení bez zohlednění jejich technických parametrů;
• poruchy vyplývající z ignorování preventivní údržby zařízení a včasných signálů o poruchách;
• porušení bezpečnostních předpisů týkajících se používání nízkonapěťové elektřiny (12–36 V) v interiéru;
• Instalace polykarbonátového skleníku při teplotách pod +10 °C může způsobit poškození materiálu v důsledku jeho křehkosti při nízkých teplotách.

Vytvoření inteligentního skleníku je obzvláště důležité tam, kde není možné neustále kontrolovat podmínky údržby rostlin. Možnosti elektroniky lze využít v mnoha procesech a vybrat optimální podmínky pro pěstování požadovaných plodin.

Při pěstování zemědělských plodin ve velkých objemech si chcete práci do jisté míry usnadnit, zkrátit čas potřebný k jejímu dokončení a minimalizovat vynaložené úsilí. S tím vám může pomoci chytrý skleník, který si snadno zřídíte sami bez nadměrných nákladů. Tento článek vám prozradí, co se za tímto konceptem skrývá, jak teoretické myšlenky implementovat do praxe a na co si dát zvláštní pozor.

Maximální automatizace údržby záhonů

Možnosti a klasifikace skleníků s inteligentním ovládáním

Automatizovaný skleník zahrnuje provádění řady operací bez lidského zásahu, a to:

• udržování požadovaných teplotních parametrů uvnitř;
• automatické zavlažování rostlin pomocí kapkové závlahy;
• mulčování (obnova) půdní vrstvy.

Systém je řízen řídicí jednotkou, kterou si majitel programuje v závislosti na klimatickém pásmu a požadavcích pěstovaných plodin. Jednotku lze připojit k osobnímu počítači nebo tabletu, což umožňuje měnit parametry na dálku, i když jste mimo domov.

Automatizovaný řídicí systém

Potěšující je, že systém lze nastavit vlastníma rukama – v tom nejsou žádné zvláštní problémy a není nutné používat specializované nástroje a komponenty. Z hlediska ceny také nejsou žádné otázky – cena zařízení je cenově dostupná pro každého letního obyvatele a některé komponenty lze dokonce vyrobit samostatně.

Chytré skleníky lze rozdělit následovně:

• autonomní – všechny systémy fungují výhradně na tepelnou nebo solární energii;
• energeticky závislé – prvky jsou napájeny z dodávané elektrické sítě.

Každý typ má své výhody a přínosy, jejichž důležitost je mezi letními obyvateli stále diskutována. Existují však i nevýhody. Například Kurdyumovův chytrý skleník, který pracuje z elektrické sítě, způsobuje značnou spotřebu energie a při jeho odpojení může dojít k nejnepříznivějším důsledkům pro rostliny.

Automatizace autonomních skleníků nereaguje rychle – při prudkých teplotních výkyvech se větrací otvory nedokážou rychle zavřít, což může způsobit určité poškození pěstovaných plodin.

Schéma provozu inteligentního skleníku

Fáze implementace automatizace

Je zřejmé, že vytvoření chytrého skleníku vlastníma rukama je možné pouze tehdy, pokud máte samotnou konstrukci. Jeho výroba je poměrně jednoduchá a nevyžaduje nadměrné finanční investice. Ti, kteří chtějí ušetřit čas, si mohou snadno koupit hotový produkt. Abyste z něj udělali „chytrý“, budete muset udělat následující:

1. Nainstalujte automatický ventilační systém.
2. Zajistěte automatické zavlažování.
3. Mulčujte půdu.
4. Zlepšit funkčnost všech systémů.

Ovládací panel skleníku

Automatický ventilační systém a jeho vlastnosti

Pro automatické větrání místnosti se používají speciální hydraulická zařízení – zakoupená nebo vyrobená samostatně. Pokud je s tovární verzí vše naprosto jasné, pak si domácí zařízení zaslouží větší pozornost. Skládá se ze dvou nádob spojených hadicí a naplněných kapalinou, ale ne úplně.

Nádoby jsou umístěny uvnitř i vně chytrého skleníku. Když je dosaženo kritické teploty uvnitř konstrukce, kapalina se rozpíná a proudí do vnější nádoby. Vlivem zvýšené hmotnosti se spustí „pákový princip“ a okno se otevře. Když teplota uvnitř klesne, dochází k opačnému procesu.

Hlavním účelem větrání je optimalizace teplotního režimu ve skleníku.

Větrací otvory by měly být instalovány v co nejvyšší výšce – tím se dosáhne téměř ideální cirkulace vzduchu. Jejich instalace blízko země je nepřijatelná – povede to pouze ke vzniku průvanu, nic víc.

Organizace kapkové závlahy

Kapková závlaha rostlin zajišťuje přívod vody přímo do oddenku – v malých dávkách a jednotlivě do každého keře, čehož se dosahuje instalací rozvětveného systému gumových nebo plastových trubic s kapkovači. Díky tomuto přístupu bude vrchní vrstva půdy vždy vlhká a kořen bude dostávat vodu v množství, které potřebuje.

Není třeba se obávat studené vody – její pomalý přívod zajišťuje potřebné ohřev. Pro zalévání stačí pouze otevřít kohoutek – chytrý systém eliminuje únavné „běhání“ s konví nebo hadicí v rukou.

Zalévání bez lidského zásahu

Základem automatického zavlažovacího systému je hydraulické automatické zařízení, podobné tomu, které se používá k automatickému otevírání větracích otvorů. Stačí připevnit jednoduchý hák na tyč válce, kterým se kohoutek otevře. Voda pochází z nádrže, její přívod se provádí samospádem – vše je jednoduché, ale efektivní.

Mulčování půdního prostředí

Odborníci doporučují pokrýt skleníkovou půdu sypkou organickou hmotou (mulčem), která optimalizuje vlhkost a zbavuje rostliny plevele. Na jaře a na podzim se takový mulč pokrývá tmavým polyethylenem – dobře se prohřívá a účinně zásobuje vzduch a půdu akumulovaným teplem. Při odpařování se vlhkost usazuje na zadní straně krytu a vrací se zpět do půdy, čímž zabraňuje jejímu vysychání.

Pro zakrytí se doporučuje použít speciální netkaný agromateriál, jehož hustota se pohybuje v rozmezí 40–60 g/m2. Toto je optimální řešení pro skleníky. V létě se fólie odstraní a půda se pokryje pilinami nebo slámou – ty dokonale odrážejí přebytečné přicházející teplo a rovnoměrně ho rozdělují po celém skleníku.

Nedostatek hnojiv kompenzují kalifornští červi usazení v půdě – mimo jiné také dokonale obnovují horní vrstvy půdy.

Další vylepšení a funkce

Prezentovaný skleník s inteligentním ovládáním zahrnuje minimum automatizovaných procesů a je energeticky nezávislý. Je možné systém dále vylepšit a rozšířit jeho funkčnost? Ano, ale pouze při připojení k elektřině. Automatický ohřívač vybavený vestavěným termoregulátorem by nebyl zbytečný. Docela vhodné by bylo i domácí elektrické topné zařízení na bázi oleje.

Je důležité provést zde správné ekonomické výpočty, protože náklady na elektřinu jsou dnes poměrně působivé. Vodní nádrž lze doplnit plnicím systémem s elektrickým čerpadlem a plovákovým regulátorem hladiny – v tomto případě můžete jednou provždy zapomenout na ruční doplňování vody.

Výběr místa instalace – klíčové aspekty

Při výběru místa pro skleník je třeba vzít v úvahu následující aspekty:

1. Růže větru.
2. Klimatické pásmo.

Schéma uspořádání skleníku

Silné poryvy větru mohou skleník poškodit, zejména pokud se používá jeho lehká varianta. A vítr může mít významný vliv na teplotní režim uvnitř konstrukce a „vyfouknout“ veškeré teplo, které se tam nachází. Abyste tomu zabránili, stojí za to se postarat o ochranu – živý plot je vynikajícím řešením problému.

V jižních oblastech země by měl být chytrý skleník instalován ve směru sever-jih. Tím se vytvoří optimální podmínky pro rostliny po celý den. Pro centrální a sibiřské oblasti je relevantní směr západ-východ, který rostlinám poskytuje maximální teplo a světlo.

Automatický skleník – mini skleník

Za zmínku stojí, že chytrý skleník má i přes svou zdánlivou složitost poměrně jednoduchý a srozumitelný design pro průměrného člověka. S jeho uspořádáním si poradí každý, kdo má základní stavební dovednosti a je „přátelský“ s nářadím. Pro tento účel je však docela možné zapojit tým profesionálních řemeslníků, kteří jsou schopni provést celou škálu požadovaných prací s maximální kvalitou a v co nejkratším čase.