Использование умной теплицы на основе Arduino

Теплицы нужны для созданий оптимального микроклимата, который будет способствовать развитию и росту растений. Бывают огромные промышленные сооружения и небольшие дачные участки. Даже за самыми крохотными теплицами требуется определенный уход, который заключается в соответствующем уровне освещенности, поддержании необходимой температуры и осуществлению полива.

Контроллер Arduino

У многих людей, которые занимаются подобными работами, зачастую не хватает времени и сил для рабочего процесса. Огородники просто мечтают про умную теплицу, где все делалось бы автоматически. Данные теплицы будут востребованы теми, кто не планирует тратить время для работы с теплицами или просто не имеет возможности в этом из-за отпуска или командировок.

Поэтому давайте рассмотрим процесс создания умной теплицы. Поможет в этом контроллер Arduino. Система данной умной теплицы позволит получить требуемую информацию про климатические параметры парника, его влажность и температуру воздуха, освещенность, увлажненность и температуру воздуха. В общем, осуществляется мониторинг параметров теплицы климатического типа.

Итальянские разработчики Arduino создали по-настоящему популярный проект. Он заключается в простоте и возможности осуществить создание автоматизированного устройства без знаний электротехники и без использования паяльника. Базовая плата существенно расширяет собственную функциональность путем установки специальных шилдов. Использование одной системы на основе Arduino обеспечит управление всеми тепличными процессами.

Постановка задачи

В данной умной теплице требуется управлять устройствами для света, поливки водой и насосом. Для осуществления проветривания необходим сервопривод, который будет запускать электрический вентилятор или открывать форточки. Чтобы управлять данными устройствами требуется релейная плата Relay Shield. Зачастую на данной плате кроме релейных разъемов используются разъемы для сервопривода.

Параметры тепличной окружающей среды считывает датчик температур, а измеряет освещенность специальный фоторезистор. Можно использовать датчик влажности, но точность измерений одним подобным датчиком в больших теплицах не лучшая. В этом случае необходимо использовать таймер, имеющийся в основной плате.

Общая стоимость макетной платы, провода, блока питания, 2 Channel Relay Shield и Arduino UNO не превышает 25$. Здесь отсутствует стоимость сервопривода и насоса.

Проветривание теплицы

Осуществлять съемку температурных показаний лучше при помощи датчика температуры цифрового типа (DS18S20). Применение аналоговых вариантов может привести к погрешности. Они заявляют 1°С отклонения, а в реальности погрешность может достигать до 5°С.

От тепличной конструкции зависит способ по выбору автомата для проветривания. При наличии форточки в теплице проветривание организуется сервоприводом (Servo MG-995). Рычаг устанавливают на вал сервы, который обеспечивает толкание дверцы. Он сможет открыть ее, чтобы дать доступ свежему воздуху в парниковую конструкцию. Для возвращения форточки к обратному положению, необходимо установить петли сверху. Дополнительно можно установить специальную ограничивающую цепочку, которая не позволит распахивать настежь дверцу.

При отсутствии форточек над тепличной дверью можно добавить вентилятор, который будет включаться во время достижения заданной температуры. Для большинства цветов и овощей этот параметр составляет 23 — 25°С.

Полив растений

Во время каждого периода роста и созревания, для растений требуется особенный полив.

Продолжительность и периодичность автополива удобно устанавливать на Arduino таймере. Насос подсоединяют к реле, чтобы обеспечить забор из емкости воды. В виде емкости применяются бочки, окрашенные в темный цвет. Устанавливают их непосредственно в теплице.

Освещение

В теплице освещение необходимо для выращивания светолюбивых категорий растений. Лампы подключаются при помощи второго реле, размещенного на Relay Shield. Степень освещенности позволит определить фоторезистор, который работает в связке с обычным резистором. Можно приобрести модуль датчика освещенности (Light Sensor), где присутствуют все необходимые варианты резисторов.

Программирование

Когда Вы определитесь с окончательной схемой автоматизированный системы, закажите и оплатите товар, необходимо осуществить написание скетчей. Так называются программы для контроллера Arduino. Они обеспечивают считывание показателей счетчиков и дают команды для включения необходимых приборов. Этот процесс программированием называется с большой натяжкой, подобные скетчи широко доступны в интернете, их достаточно только скопировать.

Если потратить на автоматизированные наборы около 100$, провести несколько вечеров по чтению информации про Arduino тематике и проведению работ в теплице, Вы сможете спокойно оставлять растения на недели под присмотром отличной роботизированной системы.

Вряд ли огородник сможет остановиться на этом, Arduino предоставляет возможности по реализации интеллектуальной подсветки дорожек при помощи датчиков движения. Можно осуществить построение системы безопасности всего дачного участка, настроить пожарную сигнализацию, включать систему отопления за пару часов до приезда на дачу. Возможности контроллера Arduino ограничиваются только фантазией людей.