Схема управления теплицей на ардуино. Умная теплица на Arduino- делаем первые шаги

GyverControl – универсальный контроллер-таймер для теплицы и других мест, где нужна автоматизация по таймеру или показателям микроклимата/другим датчикам, имеет 10 отдельно настраиваемых каналов управления, собран из недорогих китайских компонентов и заменяет несколько “магазинных” контроллеров разного назначения: управление поливом, освещением, открытием дверей и многого другого. Может использоваться как для теплиц/грядок, так и для аквариумов, террариумов, инкубаторов и прочих автоматических систем. Обязательно читайте документацию на контроллер (ссылки выше), там подробно рассказано обо всех возможностях. Здесь лишь краткий перечень!

Данный проект полностью открытый, то есть любой из вас может сделать себе контроллер для теплицы своими руками, GyverControl сочетает в себе контроллер полива, освещения, проветривания и многого многого другого. Самое главное, что сделать себе такой контроллер умной теплицы можно по себестоимости, т.е. по розничной стоимости китайских компонентов. А это очень дёшево.

Железо:

Arduino Nano (ATmega 328p) как главный контроллер системы
7 каналов с логическим выходом 5V, к которым можно подключать обычное реле, твердотельное реле, силовые ключи (транзисторы, модули на основе транзисторов)
2 канала сервоприводов, подключаются обычные модельные серво больших и маленьких размеров
1 канал управления линейным электроприводом с концевиками ограничения движения и с работой по тайм-ауту
Датчик температуры воздуха (BME280 )
Датчик влажности воздуха (BME280 )
4 аналоговых датчика (влажности почвы или других)
Модуль опорного (реального) времени RTC DS3231 с автономным питанием
Большой LCD дисплей (LCD 2004, 20 столбцов, 4 строки)
Орган управления – энкодер
Поддержка датчиков влажности DHT11/DHT22, температуры DS18b20 и термисторов

Программные фишки:

Хранение всех настроек в энергонезависимой памяти (не сбрасываются при перезагрузке )
Датчики влажности почвы (все аналоговые датчики) не находятся под постоянным напряжением, оно подаётся только на момент опроса , что позволяет продлить жизнь даже самым дешёвым датчикам влажности почвы (напряжение подаётся за 50 мс до опроса и выключается через 50 мс после).
Оптимизированный вывод данных на дисплей
Каждый из 10 каналов (7 реле, 2 серво и 1 привод) имеет индивидуальные настройки и может работать по таймеру или по датчикам
4-6 режимов работы каждого канала: три разных таймера и работа по условию с датчиков, режимы ПИД и рассвет
Серво работает с моей библиотекой ServoSmooth , это обеспечивает плавное их движение: плавный разгон и торможение с ограничением максимальной скорости, а также отсутствие рывков и незапланированных движений при старте системы
Линейный привод имеет концевики , внешние кнопки для управления и настройку скорости движения. Частота ШИМ драйвера – 31 кГц, т.е. не пищит
Экран отладки , где отображается вся текущая информация о состоянии железа и датчиков
Графики температуры и влажности воздуха и показаний с аналоговых датчиков за последние сутки
Сервисное меню , позволяющее вручную управлять каждой железкой

Применение как контроллер теплицы/бокса:

Периодичный полив (реле)
- Схема с индивидуальными помпами/клапанами
- Схема с одной помпой и несколькими клапанами
Полив на основе показаний датчиков влажности почвы
Управление освещением (реле) с привязкой ко времени суток
Проветривание (привод открывает окно/серво открывает заслонку) по датчику температуры или влажности воздуха
Увлажнение (включение увлажнителя) по датчику влажности воздуха
Обогрев (включение обогревателя) по датчику температуры
Выполнение действий сервоприводом (нажатие кнопок на устройствах, поворот рукояток, поворот заслонок, перемещение предметов) по датчику или таймеру

Применение как контроллер аквариума:

Режим рассвет для светодиодных лент (через МОСФЕТ) и ламп накаливания (сервопривод)
ПИД регулятор для поддержания температуры воды
Сервоприводы (2 шт) для сброса еды
Остальные каналы можно использовать по таймерам для запуска фильтров/аэраторов/подсветки

Другие применения:

Система поддерживает 4 аналоговых датчика, это не обязательно должны быть датчики влажности почвы, у китайцев полно других «датчиков-модулей», которые точно так же подключаются к схеме:
- Датчик света : «умная» система освещения, резервное освещение
- Термистор (до 80 градусов): контроль нагрева объекта
- Датчик звука : закрывание окна при сильном шуме снаружи (почему нет? =))
- Датчик ИК излучения (датчик пожара) – разные варианты сигнализации, или даже тушения (включаем помпу с водой, открываем кран сервой)
- Датчик дождя : закрытие окон, сигнализирование, включение помп на откачку
- Датчик уровня воды /датчик наличия воды: автоматическое наполнение резервуара, автоматическая откачка воды помпой из ёмкости/подвала, перекрытие водяных магистралей при протечке, сигнализация о протечке
- Газоанализаторы в ассортименте: сигнализатор или даже проветривание (открываем окно) по уровню угарного газа и других промышленных газов
- Оптический датчик препятствия : тут нужна фантазия
- Потенциометр : как дополнительный орган контроля системы
Сервопривод довольно универсальная штука, может открывать/закрывать заслонки, может нажимать кнопки других устройств, вращать ручки регулировки других устройств, с приделанным шатуном получает возможность линейно перемещать предметы/ползунки других устройств. Сервоприводы есть разных размеров, от микро (2 кг/см) и средних (13 кг/см) до весьма мощных (50 кг/см)
Реле умеет замыкать контакты питания и управлять любыми устройствами, также реле может включить блок питания (например светодиодной ленты). Реле можно поставить параллельно проводам к кнопке другого устройства, и оно будет его включать или выключать.
Версия 1.4 и выше позволяет поддерживать температуру при помощи ПИД регулятора, для
террариумов/инкубаторов/любого поддержания температуры:
– Подавать ШИМ сигнал на полевой транзистор, управляющий нагревом
– Поворачивать сервоприводом крутилку сетевого диммера
Версия 1.4 и выше имеет режим Рассвет, позволяющий использовать контроллер для
аквариума/террариума и прочих «животных ферм»

Основным органом управления является энкодер , рукоятку которого может вращать и нажимать (она является кнопкой). При запуске системы мы попадаем на настройку канала 0. Вращая рукоятку энкодера можно перемещать курсор выбора (стрелочка) по пунктам меню. Чтобы изменить значение выбранного пункта, нужно нажать рукоятку энкодера и повернуть её, удерживая нажатой . Также можно кликнуть по кнопке, курсор изменится со стрелки на галочку > , и вращением можно изменить выбранную величину. Повторный клик вернёт стрелку, при помощи которой можно выбрать другой пункт меню. Удержанный поворот при выбранном имени канала – смена канала для настройки. Листаем направо и у нас будет по порядку 7 каналов реле, два серво и линейный привод.
Чтобы перейти к настройке режима, нужно навести на него курсор и кликнуть кнопкой , не поворачивая. Откроется окно настройки режима, выйти из которого можно кликнув по надписи BACK (назад). Удерживая и вращая рукоятку на выбранном названии режима можно сменить режим, всего их 4.
В корне меню (выбор каналов) листая налево от канала 0 будет экран отладки (DEBUG ) и сервисный режим (SERVICE ). На экране отладки показаны все текущие положения реле, приводов и показания с датчиков. Вращая рукоятку на экране отладки последовательно листаются суточные графики показаний с датчиков: температура воздуха, влажность и показания с аналоговых датчиков. Деления на графике имеют шаг 1.6 часа . На экране сервиса можно управлять любым каналом в ручном режиме, при активном экране сервиса автоматика не работает, система находится полностью в ручном режиме. Поворотом рукоятки можно выбрать нужный канал, положение серво или настройку текущего времени, и удержанным поворотом её изменить.
Если включить систему с зажатой рукояткой энкодера, произойдёт полный сброс настроек каналов и режимов.

Режимы работы каналов

Таймер – простой периодичный таймер: задаются периоды ПАУЗЫ и время РАБОТЫ в формате ЧЧ:ММ:СС. С периодом ПАУЗЫ совершается выбранное действие и выполняется в течение периода РАБОТЫ. Например, ПАУЗА стоит 1 час, РАБОТА – 10 секунд. Каждый час будет совершаться действие в течение 10 секунд, то есть если выбран канал реле, то реле включится и выключится через 10 секунд, затем снова включится через час и выключится через 10 секунд и так далее. Как канал ведёт себя на участке РАБОТЫ задаётся в параметре НАПРАВЛЕНИЕ, то есть это может быть вкл/выкл и выкл/вкл (реле), направо/налево и налево/направо (серво) и открыть/закрыть и закрыть/открыть (линейный привод). Данный режим не имеет привязки к реальному времени, перезагрузка системы сбрасывает текущий таймер. Внимание! РАБОТА не должна быть дольше ПАУЗЫ!
- Мин. значение: 1 секунда
- Макс. значение: 999 часов
- Привязка к реальному времени: нет

Таймер RTC – периодичный таймер, в отличие от предыдущего обладает привязкой к реальному времени, имеет настройку ПЕРИОДА включения и продолжительности РАБОТЫ (в секундах), которая будет совершаться, и СТАРТ – начального часа, с которого начинается отсчёт периода (для периодов больше 2 часов ). Например, период 15 минут, работа 10 секунд: каждые 15 минут будет производиться действие продолжительностью 10 секунд. Привязка к реальному времени работает следующим образом: действие будет совершаться с выбранным периодом от начала часа , то есть если выбран 15 минутный, то действие будет в 0, 15, 30 и 45 минут каждого часа . Если выбранный ПЕРИОД больше часа (от двух и более) то можно выбрать час СТАРТА, от которого пойдёт отсчёт. Все периоды кратны 24 часам, поэтому работа начинается в одни и те же часы каждого дня! Пример: ПЕРИОД 8 часов, начальный час 0. Действие будет выполнено в 0, 8 и 16 часов каждого дня. Если поставить начальный час (СТАРТ) 3 часа, то действие будет выполнено в 3, 11 и 19 часов каждого дня. При сбросе питания следующее действие будет совершено в ближайшее время «будильника». Внимание! РАБОТА не должна быть дольше ПЕРИОДА!
- Периоды на выбор: каждые 1, 5, 10, 15, 20, 30, 60 минут и 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 часа
- Применение: полив в гидропонных системах, проветривание без датчика

Период	Раз в сутки	Когда срабатывает
1 мин	1440	Каждую минуту
3 мин	480	0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 51, 54, 57 мин. каждого часа
5 мин	288	0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 мин. каждого часа
10 мин	144	0, 10, 20, 30, 40, 50 мин. каждого часа
15 мин	96	0, 15, 30, 45 мин. каждого часа
30 мин	48	0, 30 мин. каждого часа
1 час	24	Каждый час
2 часа	12	0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 часа каждого дня (+ сдвиг на стартовый час)
3 часа	8	0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 час каждого дня (+ сдвиг на стартовый час)
4 часа	6	0, 4, 8, 12, 16, 20 часов каждого дня (+ сдвиг на стартовый час)
6 часов	4	0, 6, 12, 18 часов каждого дня (+ сдвиг на стартовый час)
8 часов	3	0, 8, 16 часов каждого дня (+ сдвиг на стартовый час)
12 часов	2	0, 12 часов каждого дня (+ сдвиг на стартовый час)
24 часа	1	0 часов каждого дня (+ сдвиг на стартовый час)

Week (бывший Day) – простой таймер на одно действие с привязкой к реальному времени, имеет настройку On (время в формате ЧЧ:ММ:СС) – время, с которого действие активно, и Off (время в формате ЧЧ:ММ:СС) – время, с которого действие не активно. Также имеется 7 «ячеек» – дней недели Days , с понедельника по воскресенье. При перезагрузке действие вернётся в нужное положение согласно текущему времени. Пример: таймер настроен на 6 и 20 часов (Start и Stop). Соответствующее текущему каналу и параметру Direction действие будет активно с 6 до 20 часов, и неактивно с 20 до 6 часов утра следующего дня. При внезапной перезагрузке система совершит действие так, как оно должно быть на этом отрезке времени, то есть из прошлого примера если в промежуток между 6 и 20 часами произойдёт внезапная перезагрузка, при запуске система активирует действие по каналу. Внимание! On должен быть меньше Off!
Также режим имеет настройку Global , которая вынуждает любой другой режим работать «по расписанию» Week. Что это даёт: например можно настроить полив во вторник и пятницу с 17 до 18 часов вечера (из бочки), поставить галочку global и настроить режим Sensor под полив. Как это будет работать: система будет поливать этот канал по режиму Sensor, но делать это только по расписанию (вторник и пятница 17-18).
- Выбор дня недели
- Выбор времени: 0-23 часа, кратно 1 часу
- Привязка к реальному времени: да
- Применение: идеальный режим для освещения и редкого полива

Датчик – действие на основе датчика. С периодом опроса ПЕРИОД опрашивается выбранный датчик под названием ДАТЧИК и при превышении порогового значения ПОРОГ выполняется действие согласно выбранному каналу (реле/серво/привод). ПЕРИОД опроса опроса задаётся в секундах или минутах (по мере увеличения). Датчик выбирается из списка: Т.ВЗД. – температура воздуха, В.ВЗД. SENS_1 по SENS_4 . ПОРОГовое значение задаётся с 0 до 1023 с шагом 1 до значения 50 и с шагом 10 начиная от 50 (датчики влажности почвы имеют диапазон значений 0-1023). Например, выбран датчик температуры воздуха, период опроса 1 час и пороговое значение 25. Каждый час система проверяет температуру, при превышении 25 градусов будет выполнено соответствующее каналу действие (включить реле, открыть окно). Через час будет снова произведена проверка.
- Применение: открытие/закрытие створок по температуре/влажности (привод), полив по влажности почвы, управление вентилятором/увлажнителем (реле) или заслонками (серво) по температуре/влажности.

PID (для каналов 3, 4 и серво) – пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, позволяет с высокой точностью поддерживать управляемую величину (нагреватель-температура, заслонка-температура, вентилятор-температура, вентилятор-влажность, и так далее). Режим доступен для каналов 3 и 4 (отмечены звёздочкой), а также обоих каналов серво в режиме серво. Имеет настройки коэффициентов P , I , D (D вам скорее всего не пригодится в реальной работе, но он там всё равно есть). Выбираем Sens – источник входного сигнала – один из сенсоров, как в режиме Sensor (Air t. – температура воздуха, Air h. – влажность воздуха и 4 аналоговых датчика (влажности почвы) с SENS_1 по SENS_4 ). Настройка Set указывает, к какому значению показания с выбранного датчика регулятор будет стараться приводить систему. Настройка
T задаёт период итерации расчёта, для медленных процессов есть смысл поставить побольше (читайте в отдельной главе «Настройка ПИД регулятора»). Настройки min и max отвечают за минимальный и максимальный управляющий сигнал с данного канала, для каналов 3 и 4 это ШИМ сигнал, рабочий диапазон 0-255. Для каналов серво это угол, 0-180 градусов.
Применение : поддержание заданной величины (температура, влажность) не релейным способом, т.е. плавно и без резких включений. ШИМ сигнал может управлять транзистором, который отвечает за нагреватель. Серво может поворачивать заслонки (проветривание) или крутилки диммеров для управления сетевыми нагревателями, вентиляторами и прочим оборудованием.

Рассвет (для каналов 3, 4 и серво) – режим «рассвета» для контроля освещения с плавным рассветом и закатом. Режим доступен для каналов 3 и 4 (отмечены звёздочкой), а также обоих каналов серво в режиме серво. Плавно включается в час Start на протяжении Dur минут, затем выключается в час Stop в течение Dur минут. Включается до максимального значения, указанного в max , и выключается до min . На каналах 3 и 4 эта величина задаёт скважность ШИМ сигнала, рабочий диапазон 0 – 255. Управлять можно полевым транзистором, например, светодиодной лентой. На каналах серво рабочий диапазон 0 – 180, градусов поворота вала серво. Может управлять крутилкой сетевого диммера, для ламп накаливания или диммируемых светодиодных.
Применение : организация условий освещённости, приближенных к реальным, для аквариумов, террариумов, курятников и проч.

Настройки каналов реле

Направление – как ведёт себя реле при активации по таймеру/датчику. ВКЛ-ВЫКЛ или ВЫКЛ-ВКЛ
ТИП – логика работы реле
- Реле – канал реле ведёт себя как обычное реле, может использоваться для управления любой нагрузкой постоянного или переменного тока (управлять сетевыми устройствами): полив индивидуальными помпами, полив индивидуальными клапанами от источника воды под давлением, управления увлажнителями, обогревателями, вентиляторами, приборами освещения и всем другим подобным. Не зависит от других каналов.
- Клапан – тип канала реле для системы, где есть общая помпа/клапан от источника воды и несколько индивидуальных клапанов на полив разных участков. Канал реле, настроенный как клапан, одновременно со своей активацией (по таймеру/датчику) активирует другой канал/каналы, настроенный как общий .
- Общий – тип канала реле для системы, где есть общая помпа/клапан от источника воды и несколько индивидуальных клапанов на полив разных участков. Канал реле, настроенный как общий, не имеет настроек режима. Вместо этого он активируется сам одновременно с любым другим каналом, настроенным как клапан . Автоматически сам деактивируется при отсутствии неактивных каналов клапанов.

Настройки каналов серво

Направление – как ведёт себя серво при активации по таймеру/датчику. Поворот в направлении МИН-МАКС угол или наоборот, МАКС-МИН угол
Пределы – углы поворота серво от 0 до 180 градусов с шагом 10
Дополнительно: в скетче в секции настроек есть настройка максимальной скорости движения сервоприводов (SERVO1_SPEED и SERVO2_SPEED) и их ускорение на разгон и торможение (SERVO1_ACC и SERVO2_ACC). Я не стал вносить их в настройки сервисного меню и каналов, т.к. они не так часто нужны.

Настройки канала привода

Направление – как ведёт себя привод при активации по таймеру/датчику, ОТКРЫТЬ-ЗАКРЫТЬ или ЗАКРЫТЬ-ОТКРЫТЬ
Таймаут – время, которое будет подаваться сигнал на движение привода. Концевик (если он есть) прервёт движение привода

Выращивание культур в условиях защищенного грунта предполагает организацию определенного микроклимата внутри помещения. Иначе парник становится не только мало полезным, но и может нанести непоправимый вред рассаде. Обеспечить растениям необходимые условия можно и своими силами. Но, более удобной и действенной будет автоматизация процессов, влияющих на климат внутри парника. Как можно автоматизировать теплицу при помощи готовых и самодельных устройств – читайте в статье.

Современные устройства по автоматизации теплиц и парников позволяют автономно работать системам полива, отопления и вентилирования. На сегодня, существует несколько способов автоматизации процессов, от которых зависит . Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.

Автоматика в теплицах различается по принципу действия (способу приведения механизмов в действие) на:

Электрическую . Такая автоматика отличается простотой монтажа, возможностью точной настройки. К недостаткам электрических систем можно отнести их дороговизну, сравнительно с другими типами автоматизированных систем, и зависимость от источника электроэнергии.
Гидравлическую . Такие технологии надежные и абсолютно безопасные: в их основе лежит принцип расширения жидкостей при перегреве. Недостатки конструкций – медленное реагирование на понижение температуры.
Биметаллическую . В основе биметаллических устройств лежит способность различных металлов к расширению. Такие системы идеальны для автоматизации системы вентилирования. Минусом биметаллической автоматики является то, что она не способны приводить в действие тяжелое оборудование.

Вышеперечисленные автоматические системы можно установить на любое оборудование, которое нуждается в автономной работе. Выбор автоматизированных конструкций зависит от бюджета садовода, наличия рядом с участком сети электропередач, габаритов теплицы.

Больше об автоматике для теплиц в нашем материале:

Автоматика для теплицы на микроконтроллере

Автоматизация теплицы возможна благодаря точным датчикам, считывающим температуру, уровень влажности и освещения внутри и снаружи теплицы, таймерам, которые передают сведения на специальный контроллер. После чего система управления, на основе встроенных в программу алгоритмов, оценивает показания с датчиков и принимает решения на включение или выключение исполнительных устройств теплицы.

Именно программный регулятор приводит в действие насос системы орошения, вентилятор и доводчик форточки, осветительные и отопительные приборы. На сегодня, существует множество контроллеров, главная задача которых – регулирование микроклимата в теплице. Цена на контроллер зависит от количества аналоговых входов и памяти устройства. Наиболее доступным является контроллер Атмега на платформе Ардуино.

Больше информации об умной теплице на основе чипа Ардуино можно прочитать по ссылке:

Программа автоматики для теплицы на микроконтроллере ориентирована, в первую очередь, на такие процессы как:

Установка заданной температуры и влажности воздуха.
Включение, выключение осветительных приборов в зависимости от времени суток и года.
Управление системой аэрации (открытие и закрытие форточек, запуск вентиляторов при перегреве воздуха в теплице).
Управление системой полива в зависимости от этапов развития растений.

Подобная автоматика позволяет добиться максимальных результатов при выращивании даже самых прихотливых культур, но отличается высокой стоимостью, поэтому может быть рентабельной только на больших и промышленных сельскохозяйственных объектах.

Система зашторивания теплиц

В значительных по площади промышленных теплицах, для нормализации микроклимата, применяют и системы зашторивания парников. В бытовом хозяйстве такие системы показывают не менее высокую результативность.

Система зашторивания обеспечивает затенение теплицы, снижая вероятность перегрева парника из-за солнечной радиации в летний период.

Различают боковые и верхние экраны систем зашторивания. Вместе с тем, существует несколько типов полотен, которые выполняют различные функции: полное или частичное затемнение, сбережение тепловой энергии, удерживание искусственного света внутри парника.

Зачастую, для контроля над системой зашторивания, используют централизованное управление от единой системы автоматического регулирования микроклимата в теплице.

При необходимости Экран приводит в действие переключатель на шкафчике автоматики. Кроме того, систему можно включить в программу общего контроллера по управлению климатом внутри теплицы.

Самодельная автоматическая теплица

Во избежание финансовых затрат, автоматизированные системы можно полностью или частично сделать своими руками. Конечно же, для того, чтобы создать автоматику на контроллере понадобятся термостаты, циклические и суточные таймеры, схема готовой платы, каналы связи с оборудованием. Гораздо проще будет организовать автоматику для каждого отдельного процесса.

Чаще всего, отдельно автоматизируют систему полива в теплице. Организация системы зависит от габаритов паника. Так, для небольших бытовых теплиц, зачастую, применяется самодельная капельная система полива.

Организация капельного полива имеет такие этапы:

Разработка схемы полива с учетом индивидуальных размеров теплицы.
Подготовка материалов (капельных шлангов, бака для воды, фильтров, кранов, соединительных штуцеров, магистральной трубы).
Установку бака на высоте в 0,1-0,2 см, монтаж фильтров для очистки воды.
Разводку магистрального водопровода и веток линий.
Монтаж перекрывающих кранов на каждую ветку.
Соединение всех составляющие водопровода при помощи соединительных штуцеров.
Установка капельниц.
Наполнение бака водой.

К полуавтоматической системе полива относится орошение методом солнечной дистилляции, при котором вода, испаряясь из резервуара, конденсируется на колпаке, и по специальным желобам стекает вниз к растениям.

Установка автомата в теплицу: термовент для проветривания

Наиболее простой способ контроля температуры в теплице из поликарбоната – установка автоматических форточек для проветривания. Чаще всего, автоматическая форточка комплектуется термоприводом, который приводит устройство в действие при изменении температуры внутри парника.

Принцип работы термовента основывается на способности расширения масел при нагревании. Кроме того, на термоприводе можно настроить нужную температуру для автоматического проветривания теплицы. Выбрать автоматический открыватель форточек помогут советы специалистов:

Автоматический механизм монтируется на окна или фрамуг не имеющей большой парусности. Открыватель устанавливается внутри теплицы, в верхней части открываемой конструкции. Для его монтажа необходимо иметь лишь шуруповерт и саморезы. Термопривод может монтироваться и на дверях теплицы.

Оборудование: автоматика для теплиц (видео)

Автоматизация теплицы – это современный, удобный способ повышения урожайности в парнике. Все процессы в автоматизированных теплицах происходят без участия человека, что является неоспоримым преимуществом для огородников, чей садовый участок находится вдали от постоянного места проживания. Оборудовав теплицу автоматикой, вы перестанете заботиться о том как бы не забыть открыть форточку, включить осветительные и отопительные приборы в теплице: “умная” система сделает все за вас, создав наиболее оптимальные условия для роста и плодоношения культуры!

Принципиальная схема и пример установки в

теплице терморегулятора на микроконтроллере ATmega8.

Один из способов обогрева теплиц - это использование электроэнергии. При хорошей и умной автоматике можно обеспечить высокий коэффициент полезного действия системы обогрева, а также простоту обслуживания и автоматизацию в поддержании заданной температуры. Эффективность теплицы можно заметно повысить, если сделать подогрев почвы и поддержание температуры воздуха. При разработке данного устройства был применен самодельный электрокотел 5 кв. Два ТЭНа 2+3 кв. Можно в работе использовать по одному ТЭНу, сейчас тепло на улице, так что и один ТЭН вполне справляется с поставленной задачей. Обогревает тепличку 11 на 5 метров, высота по центру - 3 м, двойная пленка, теплица углублена в землю на один метр. Блок управления отслеживает пять точек и управляет тремя контурами. Две - теплая грядка, температура помещения. В меню прибора можно установить для каждого контура свою температуру и гистерезис. Отдельно для каждого контура устанавливается дневная и ночная температуры.

Терморегулятор предусматривает также контроль температуры теплоносителя для аварийного отключения котла при перегреве, а также возможность подключения датчика температуры для наблюдения за дополнительным параметром (например, температура наружного воздуха). Время перехода с дневного режима на ночной и наоборот устанавливается в меню и является общим для всех контуров. Работа насоса управляется блоком автоматики. Если температура вышла на заданные параметры и котел отключился - насос ещё проработает установленное время и выключится. Насос применен один общий, на тёплые грядки и на помещение. Тёплые грядки и температура воздуха, управляются электроклапанами, на 12 вольт. Принципиальная схема терморегулятора:

Так выглядит фото спаянной платы со стороны дорожек:

1.Инструкция работы автоматики

Микроконтроллер терморегулятора работает с 5-ю датчиками DS18B20. Датчики подключены на одну шину. Возможно, надо будет уменьшить R1. МК различает датчики по их серийному номеру. При изготовлении первый раз придется методом тыка определить, какой датчик за что отвечает и установить их соответствующим образом.

Данные отображаются в формате целых чисел, десятые отбрасываются, незначащие нули гасятся. Диапазон температур от -9 до +99 градусов. При выходе температуры за пределы или при ошибке датчика на дисплее -- вместо показаний соответствующего датчика.

При первом подключении при успешной инициализации всех 5-и датчиков их серийные номера запишутся в EEPROM. Это позволит в дальнейшем корректно работать в случае, если некоторые датчики демонтированы или неисправны. В случае замены датчиков необходимо стереть EEPROM и включить устройство. Стереть EEPROM пока возможно только в программаторе. Потом может придумаю как это сделать через меню. МК будет работать без кварца 8 МГц. Должны быть соответствующим образом установлены FUSE. Индикатор на базе процессора HD44780.

2.Работа с терморегулятором

1.Кнопка «MENU» по кругу листает страницы меню.

2.В меню настроек (Установка) параметр, доступный для установки, мигает.

3.Установка кнопками PLUS/MINUS как обычно.

4.Часы на DS1307. Время выводится в формате чч:мм:сс. Формат отображения 24-х часовый. Доступ к часам через меню. На странице доступны установки времени – по очереди: секунды (кнопки PLUS/MINUS обнуляют значение секунд), минуты, часы. Выставляется время включения дневного режима – день и ночного – ночь. Для режимов формат вывода чч:мм. Настройки часов заносятся в память DS1307.

5.Переход от одного параметра к другому кнопками UP/DOWN. Кнопки работают по одиночному нажатию, независящему от длительности.

6.Через 10 секунд от последнего нажатия настройки запишутся в память. Дисплей перейдет в основной режим.

7.При нажатии на любую кнопку, а также при подаче питания включается подсветка. Подсветка отключится через 30 сек от последнего нажатия на кнопки.

3. Алгоритм управления котлом

1.При подаче питания на устройство контроллер опрашивает датчики, считывает информацию с часов реального времени. Контроллер сравнивает текущее время с заданными для дневного и ночного режимов и выбирает соответствующие настройки для работы терморегуляторов.

2.Примерно через 5 сек устройство активируется и начинает управлять котлом.

3.Если температура с датчиков Пол-1, Пол-2 или Офис становится ниже заданной, то включается в работу насос, нагреватель и подается напряжение на соответствующий исполнительный механизм подачи теплоносителя в данный контур. Когда температура повысится выше заданной на величину гистерезиса, то нагреватель отключается, насос остается в работе на время 30 сек для обеспечения охлаждения нагревательного элемента до безопасной температуры. Для обеспечения протока воды через контур котла подача теплоносителя остается открытой в данный контур на время работы насоса. Если работа котла необходима для другого контура, то теплоноситель перекрывается на уже ненужный контур сразу.

4. Аварийный режим

1.Если температура теплоносителя превысила заданную для параметра Котел, независимо от состояния датчиков включается насос, нагреватель отключается, а для обеспечения протока воды через котел открывается контур Офис.

2.При неисправности датчика какого-либо контура данный контур считается отключенным, если по нему работал нагреватель, то через 30 сек, насос и контур отключатся.

3.В случае неисправности датчика температуры теплоносителя при работающем котле, прибор переведет котел в режим, как указано в п. 4.1.

Виталий

Контроллер для теплицы на Arduino

В этом году я построил теплицу площадью 30 кв. м. под томаты. Первоначально я планировал покрыть её поликарбонатом, однако, взвесив все за и против, решил использовать сополимерную этиленвинилацетатную плёнку. Ну что же, теперь, когда сезон заканчивается, я могу уже сказать что выбор я сделал правильный и теплица порадовала вполне приличным урожаем (ориентировочно, где-то полтора центнера). Размеры теплицы - 3,8*8, т. е., примерно 30 кв. м. полной площади, из них примерно 24 кв. м. полезной. Проветривание осуществлялось естественным образом через открытые двери и форточки, расположенные в торцах теплицы. Максимальная температура в теплице при открытых дверях и форточках не превышала на пике наружную температуру более чем на 5 градусов, хотя на боковых поверхностях теплицы никаких форточек нет вообще. Если бы я для покрытия теплицы использовал СПК (сотовый поликарбонат), температура в отсутствие форточек в крыше поднималась бы за сорок. Кроме того, прозрачность использованной плёнки, как и у монолитного ПК, высокая - 92%, что и обеспечило то, что помидоры очень хорошо плодоносили и находились чётко в генеративном режиме благодаря изобилию света. У СПК хотя прозрачность каждого слоя примерно такая же, но процент проходящего в теплицу света существенно меньше - 92%*92%=84%, плюс часть теряется на перегородках, что и даёт, в конечном итоге, прозрачность не выше 82%. В результате, света растения получают существенно меньше и переходят в более вегетативный режим, образуя больше листовой массы и меньше помидор. А кроме того, приходится постоянно заниматься формированием листовой массы, которой избыток вследствие конкуренции растений из-за недостатка освещённости.
В моей теплице, вследствие обилия света, мне вообще не приходилось заниматься обрывом листьев, только обламывал пасынки, листьев на растениях было мало, а плодов - очень много. Правда, возникла другая проблема - световой ожог листьев и плодов. На листьях это проявлялось в желтизне молодых листьев, которые образовались незадолго перед наступлением жары, а на плодах - в появлении белых боков на плодах со стороны, обращённой к солнечному свету. Этот фактор очень негативно повлиял на урожай, который мог бы быть ещё намного большим, да ещё привёл к тому, что кусты к осени не сохранили полноценного вида, да ещё фитофтора постаралась. Тогда я ещё ничего не знал о фитофторе - как она возникает, что способствует её распространению. Потом узнал, что для помидор не столько страшен холод, сколько "баня" - когда растения долгое время пребывают днём как в парилке, которая возникает если солнце уже на небе, а теплица полностью закрыта. Всё лето теплицу я не закрывал вообще, ни днём ни ночью, невзирая ни на какие изменения погоды, постоянно были открыты и двери и форточки. Однако ближе к осени, когда из-за холодных ночей теплицу необходимо на ночь закрывать, когда как раз грибковые заболевания начинают свирепствовать, а перепады температур ночью и днём, а следовательно, и конденсат резко возрастают, не открытые вовремя форточки могут помочь Вам за один раз закончить сезон. Именно это у меня и произошло - весь день почти помидоры "мокли" при температуре 20-30 гр. и все заболели фитофторой из-за того что какая-либо автоматизация вентиляции на данный момент у меня отсутствовала, а я не мог приезжать на теплицу каждый день. В результате, мне пришлось выбросить 7 ведер помидор преимущественно почти красных и розовой спелости.
Что интересно, несмотря на тотальное заболевание фитофторой, как только я устранил причины заболевания и своевременно стал следить за открытием-закрытием форточек, кусты стали продолжать расти и наращивать более-менее здоровые плоды, так что в сентябре я, практически, то и снял почти весь урожай. За октябрь удалось снять ещё дополнительно примерно 8 ведер плодов и сейчас ещё там зреет около сотни.
В дальнейшем я продолжу описание того, как я пришёл к выводу о необходимости использования автоматической системы регулирования температуры и влажности и почему систему регулирования лучше сделать на основе контроллера. Затем уже думаю перейти непосредственно к проекту. Вообще, эта тема не о том что уже сделано, а о том что я только собираюсь сделать - тема о дальнейшем совершенствовании теплицы, а разработать и внедрить систему я решил твёрдо. Если Вы захотите поучаствовать в обсуждении этой тематики, милости просим, для этого вовсе не обязательно ждать когда я закончу изложение данной прелюдии, тем более что она, в общем то, и не обязательна.

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261

Виталий

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261 Адрес: Брянск

Вернулся домой, продолжаю. Внизу можете посмотреть несколько фото строительства теплицы и созревания урожая. Рассада в этом году у меня была никакая - высокорослых сортов хватило только на крайние грядки, и то не полностью, остальное засадили низкорослыми. Причём, половину высокорослых и все низкорослые заморозили на окне и они задержались в развитии почти на 2 месяца. Садили рассаду на постоянное место поздно - 1 и 2 июня, а укрыл я теплицу только 21 июля, и то потому только, что погода на улице в это время совершенно испортилась, было холодно, беспрерывно дождь шёл, так что и накрывать пришлось при сильном ветре и, только набросили плёнку - дождь пошёл. А буквально на второй день после укрытия погода резко изменилась и наступила жара. Помидоры перенесли такой резкий переход не очень легко, учитывая что вечером, когда укрывал теплицу, я не успел сделать окна и двери и теплица простояла на следующий день до 12 часов укрытая полностью, пока приехал доделывать её.
Буквально через 2-3 дня я понял что с температурой за 30 при жаре мне не справится, хотя бы потому что на улице было временами до 33-х. Я долго думал над тем как разрешить проблему, уж больно мне не хотелось укрывать теплицу от солнца, ведь снижение освещённости на 1% равносильно снижению урожая на 1%, а в весеннее время ещё больше - урожай теряется на 1,5 %. Один из вариантов заключался в том, чтобы установить распылители на крыше теплицы, которые срабатывали бы при повышении температуры в теплице выше 30 гр., другой - сделать по 3 двери с каждой стороны, возможность чего была заложена ещё на стадии разработки конструкции. Причём, двери предполагалось делать как проёмы, в которые можно было бы вставлять рамы, затянутые анти москитной сеткой или рамы, затянутые плёнкой, если холодно, но я решил этого не делать на стадии изготовления.
Не сразу я узнал о том, что существует очень эффективный путь быстрого понижения температуры в теплице с помощью туманообразователей, позволяющий заодно корректировать влажность в теплице. Сейчас я решил включить в систему климат-контроля фоггеры - туманообразователи, а к затенению вернуться если этой меры окажется почему-то недостаточно для удержания температуры на уровне 25-30 гр. и исключения образование белых бочков на помидорах из-за сочетания сильной освещённости и высокой температуры, хотя думаю всё будет нормально.
Дальше расскажу о своих выводах о том, какой температурный режим нужно обеспечить томатам в течение суток для их нормального роста и развития, как это можно обеспечить и почему для этих целей совершенно не пригодны проветриватели на основе гидроцилиндров.
А вот некоторые фото:

Вложения:

Последнее редактирование: 20.10.15

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261

Виталий

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261 Адрес: Брянск

Температурный режим

Исходя из начального опыта эксплуатации теплицы, полученной в этом году, я заключил для себя, что нет более важной задачи в процессе выращивания растений в ней, чем задача регулирования температуры. Это одинаково важно для теплицы с любым покрытием, хоть плёночным, хоть СПК, хоть профилированным поликарбонатом. Конечно, есть покрытия в которых этот вопрос практически не актуален - это не прозрачные покрытия, а покрытия белого цвета и сетчатые теплицы, но эти варианты мы здесь рассматривать не будем. Мало того, в этой теме я решил ограничиться рассмотрением регулирования параметров теплицы, сделанной исключительно под помидоры.
Дело в том, что каждое растение имеет свой любимый диапазон температур, влажности и прочих параметров. Чтобы не растекаться мыслью по древу, откуда я взял эти конкретные уровни температур, требуемые помидорам, которые я приведу ниже, предоставляю Вам самим, если возникнет потребность, проверить их и уточнить. Я же даже не стану вспоминать это снова, а просто скопирую то, что я уже сказал недавно вот в этой теме:

А что, собственно, требуется для создания хоть какого-то самого примитивного климат-контроля в теплице? Для томатов, например?
Нужно всего то следить за температурой на улице и открыть форточки как можно ранее утром, когда температура на улице поднимется выше примерно 12-ти градусов, чтобы просушить листья и плоды от конденсата, нужно открыть форточки и двери когда температура в теплице повысится выше 25 гр. и включить фоггеры, когда температура поднимется выше 30, да включить обогрев теплицы, когда температура в ней опустится ниже 12-ти.
Вот, пожалуй, и всё. Если Вы будете добавлять ещё какую-то автоматику, боюсь, это не лучше будет, а хуже. Для любительских теплиц на данном уровне этот минимум, пожалуй, оптимальный, позволяющий получать достойный урожай здоровой продукции, а не те крохи, которые имеют сейчас большинство.
И ещё фрагмент:
Вопрос насколько это востребовано?
Ни насколько, к сожалению. Для того чтобы что-то было востребовано, нужно, по крайней мере, осознание необходимости этого. А на каком уровне многие рассуждают тут у нас, можно судить по довольно типичному высказыванию: У меня огурцы растут в одной тепличке с помидорами и прекрасно плодоносят. Ну, и что Вы можете объяснить человеку не знакомому с азами агротехники? А поскольку у него нулевое понимание необходимости поддерживать в теплице какой-то климат, то у оного, естественно, отсутствует спрос на системы, его поддерживающие. он прочитает это и скажет, что-нибудь, эмфемистическое, типа: "Золотые будут помидорчики", а может выразится яснее и грубее, типа: "Коту нечего делать... ну и т. д.
Многие предпочитают просто строить целые саркофаги для растений со сложными подземными системами запасания тепла и выкладывая за них 200 тыс. и более (не в обиду им будет сказано, они это делают не из меркантильных соображений), вместо того чтобы установить хотя бы простейшую систему терморегуляции, да ещё и утверждают что никакого другого пути нет (а вот это уже в обиду ).
А теперь посмотрим с другой стороны. Есть люди прекрасно разбирающиеся в электронике и программировании и они легко могут сделать весьма недорогую систему регулирования, только я не вижу чтобы хотя бы кто-нибудь из них сказал: Для помидор надо обеспечить то-то, то-то и то-то. И тогда их разработка могла бы стать очень ценной для многих, во всяком случае для тех, сознание которых не зашорено необходимостью строить саркофаги- такие же динозавры с точки зрения автоматического регулирования, как и обыкновенный плёночный туннель, хотя бы его и называли претенциозно, скажем, "Солнечный вегетарий Иванова".
Да, о том что нужен специальный терморегулятор. Если Вы будете использовать для регулирования каждого отдельного параметра отдельное устройство, не получится ни просто, ни надёжно. Боюсь, для реализации указанного мною минимума, без контроллера уже не обойтись.

Да, скажете Вы, сделаем устройство в минималистской форме, а потом окажется что ещё за кучей всего нужно следить, начнутся переделки, удорожание. К счастью, автоматизация на базе программных устройств отличается от схем жёсткой автоматики тем, что изменять параметры регулирования и вводить новые функции не составляет никакого труда, а затраты увеличиваются, в основном, только на дополнительные датчики и исполнительные механизмы, а в самой системе изменяется только программа. Поэтому вполне разумно, на первых этапах, максимально ограничить количество выполняемых функций регулированием только температуры и влажности, чтобы не тратить лишние силы и средства.
Влажность в теплице - такой же важный параметр, как и температура, но эти параметры сильно связаны, поэтому, регулируя температуру, мы, в то же время, будем изменять и влажность, причём важна не абсолютная, а относительная влажность. В целях простоты, не стоит пока особо забивать её голову, лучше сосредоточиться только на регулировании температуры, но об этом в следующий раз, где я попытаюсь перечислить всё необходимое оборудование для создания минимальной системы регулирования и примерно оценить во что это обойдётся.

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261

Виталий

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261 Адрес: Брянск

Ещё о температуре

Я тут подумал, нужно наверное несколько подробнее описать причины, почему температура в теплице должна регулироваться именно в тех пределах, которые я описал выше.
Дело в том что рост южных растений при температуре ниже 12 гр. вообще останавливается, а если ещё ниже - они начинают хиреть и цеплять разные болезни, поэтому открывать теплицу когда наружная температура ниже 12 нельзя. С другой стороны, утром в теплице собирается обильный конденсат на листьях и плодах. Если Вы допустите "баню", когда кусты мокрые, а температура поднимется до 20 и выше - для фитофторы это рай - лучше не надо. Так можно угробить очень быстро весь урожай. Поэтому открыть форточки нужно как можно раньше. Летом в средней полосе это проще всего просто не закрывать форточки и двери вообще, но где-то в августе, по погоде, нужно всё переводить на автомат.
Оптимальная температура для помидоров - 25 гр. Если она поднимается выше, нужно просто открыть форточки проветривания. Если же температура поднимется выше 30 - это чревато поражением листьев от перегрева, стерилизацией пыльцы, солнечным ожогом и другими неприятностями, поэтому при достижении 30 гр. должны срабатывать фоггеры - туманообразователи, эффективно понижающие температуру на несколько градусов.
Если же температура в теплице падает ниже 12 гр., то это, думаю, понятно уже - выше описал - должен включаться обогреватель любого типа. Осенью, когда нужно просто обеспечить доращивание завязавшихся плодов думаю, можно понизить этот порог градусов до 6-10 в целях экономии энергии. Кстати и нагрев днём до 40 градусов не так страшен, поскольку помидоры уже находятся на стадии доращивания и стерилизация соцветий не страшна. Если у Вас томаты уже оказались заражены, то такой высокотемпературный прогрев позволит убить фитофтору, поэтому, в целях дезинфекции, можно намеренно оставить теплицу полностью закрытой на несколько часов в солнечный день специально, только чтобы температура в теплице поднялась, при этом, выше 30 гр. После этого теплицу необходимо тщательно проветрить. Собственно, я именно так и сделал и может быть именно поэтому помидоры у меня в теплице до сих пор живы.
Ну и, пожалуй, всё. Даже если это только реализовать, растения будут находиться в намного более комфортных условиях и дадут намного больший урожай, чем в теплице, в которой температура прыгает с 35 гр. днём до 5 гр. ночью. Во всяком случае, такой алгоритм вполне сгодиться в качестве надёжной основы, а там уж вопрос по дальнейшей оптимизации прояснится сам собой в ходе практической эксплуатации.
А теперь - о минимальном наборе оборудования, которое понадобится для системы регулирования.
Набор оборудования для контроллера

1. Контроллер - 1
2. Блок индикации (экран) для контроллера - 1
3. Блок питания 12 V для контроллера - 1
4. Датчик наружной температуры - 1
5. Датчик внутренней температуры - 1
6. Тепловая пушка - 1
7. Электроприводы дверей (актуаторы) - 2
8. Электроприводы фрамуг (актуаторы) - как минимум, 2, для теплиц из СПК - больше
9. Фоггеры (туманообразователи) - на теплицу длиной 8 м примерно 8
10. Шкаф для размещения оборудования - 1
11. Устройство защитного отключения - 1
Ну и для обеспечения автономности, в случае отключения сетевого напряжения, солнечная панель - и аккумуляторная батарея - 1. И, по ходу, там разные ещё мелочи, типа труб для электропроводки, сами провода и т. п.
Стоимость каждой единицы оборудования сейчас не привожу - просто как бы лень и несколько некогда, всё равно это будет постепенно уточняться, будут подбираться оптимальные варианты, поставщики, модели, поэтому, надеюсь, заинтересованные участники помогут определиться в этом вопросе.

Последнее редактирование: 21.10.15

Виталий, не понятно к кому обращается Ваше столь очень подробное выступление. Судя по тому, что Вы подробно разжевываете азы, скорее всего, к новичкам, потому как всем остальным, вроде бы, вышеприведенное должно быть знакомо. Тема автоматизации теплиц, поднятая Вами, несомненна нужна и важна, но вызывает некоторый скептицизм, выбранный Вами путь.
Я не претендую на истину в последней инстанции, но как мне видится, обычно проект начинается несколько иначе. Вначале обсуждаются и ставятся цели и задачи, составляется ТЗ, подбираются соответствующие способы решения. Иногда даже один небольшой пункт ТЗ вычеркивает применение каких либо способов решения, сужая области доступного инструментария. Как то вкратце так. Вы уже сразу выбрали платформу Arduino. Тогда поясните почему именно ее, а не, например, raspberry PI или что то иное. Arduino очень элементарная платформа. Выбирая ее, приходится вешать на нее очень ограниченный набор задач, сильно сужая свои хотелки. До сих пор на ней делали ну очень элементарные поделки. Встречались сожаления энтузиастов, работающих на ней, что она "не тянет" многие задачи. Так же, вроде бы, набор датчиков к ней, очень ограничен. Я не против автоматизации и обсуждения, но, лично у меня, построение системы на Ардуино не вызывает практического интереса. Так полюбопытствую, может быть, зайду, почитаю и все.
Не сужайте тему только одной платформой, не отбрасывайте возможности энтузиастов других платформ. Тогда в теме, возможно, будет многолюднее и полезные решения будут появляться чаще.
P. S. Если эта тема создана только для описания Ваших экспериментов с Ардуино, то заранее приношу свои извинения, что влез с советами не к месту. Я уже о том, что хочется иметь в теплице, так сказать минимальный ТЗ, видимый мной.

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261

Виталий

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261 Адрес: Брянск

Виталий, не понятно к кому обращается Ваше столь очень подробное выступление.
...как мне видится, обычно проект начинается несколько иначе. ...Вы уже сразу выбрали платформу Arduino. Тогда поясните почему именно ее, а не, например, raspberry PI или что то иное. Arduino очень элементарная платформа. Выбирая ее, приходится вешать на нее очень ограниченный набор задач... До сих пор на ней делали ну очень элементарные поделки. Встречались сожаления энтузиастов, работающих на ней, что она "не тянет" многие задачи. Так же, вроде бы, набор датчиков к ней, очень ограничен. ...лично у меня, построение системы на Ардуино не вызывает практического интереса. ...Не сужайте тему только одной платформой, не отбрасывайте возможности энтузиастов других платформ. Тогда в теме, возможно, будет многолюднее и полезные решения будут появляться чаще.
...Я уже о том, что хочется иметь в теплице, так сказать минимальный ТЗ...
Вообще то на каждого активного участника форума, пишущего комменты, приходится, если судить по статистике, 200-300 просто читающих. Вот к кому мы их отнесём? Они новички? Или среди них немало продвинутых, которые просто не желают вступать в обсуждение, которое кажется мелким для них, или у них элементарно не хватает времени чтобы участвовать в дискуссиях? С другой стороны, если и есть группа, которым азы разжёвывать не надо, то разработки их в этой области мы не видим. Такие обсуждения на данном форуме возникали не раз, но результата что-то не заметно. Я знаю всего 3 примера, пожалуй, успешной автоматизации теплиц. Первый пример - я привёл ссылку выше, второй вот: не помню, правда, действительно ли у него на микроконтроллере реализация, да ещё у SergeiL теплица работает под управлением контроллера на базе Samsung.
Платформу же Arduino я, естественно, выбрал для себя и, если в процессе реализации системы на ней я встречу трудности - мне же, как говорится, за это и отвечать. Но я сразу оговорил что не намерен как-то ограничивать свободу обсуждения в этой теме и готов обсудить любые аспекты, кроме, естественно, простого забалтывания вопроса. Так что пожалуйста, обсуждайте любую платформу, если найдёте корреспондента. Я же уже принял решение на чём остановиться, поскольку если среди обсуждающих не найдётся ни одного определившегося, то и, соответственно, результата, в конечном итоге, не будет.
А насчёт того что Arduino - очень элементарная платформа, хотелось бы прояснить что Вы под этим имеете в виду? Мнение энтузиастов? Давайте смотреть конкретно что это за энтузиасты и что они пробовали сделать на Arduino, прежде чем пришли к такому выводу? Arduino - это же просто язык, ориентированный на схемотехнику, что делает его понятным людям, разбирающимся в электронике. Это открытая платформа, поэтому в ней очень много готовых решений, она предназначена для того, чтобы даже неспециалисты могли начать что-то делать для себя с помощью программной техники, что и обусловило появление множества таких энтузиастов. Да, она позволяет, однако не исключает необходимость серьёзного образования, а вот этого то, как раз, энтузиастам часто и не хватает, поэтому они и начинают переваливать с больной головы на здоровую. И поэтому, прежде чем ставить крест на технологии Arduino, хотелось бы узнать, какое принципиальное ограничение возможностей этого языка Вы можете привести? Он много весит? Система команд не обладает функциональной полнотой? Быстродействие мало? Крайне неудобна в программировании? Что конкретно?
Открою Вам небольшой секрет. Всё дело в том, что ничего особенного по разработке схемотехники или программировании для автоматизации теплицы Вам делать и не придётся. Это уже давно сделано до нас и теплицы давно работают , и не у одного человека. Можно просто тупо всё повторить, ничего не выдумывая, если Вам этого достаточно и не хочется добавить что-нибудь своё. Познакомьтесь с материалом, возможно Вы и измените своё мнение об Arduino.

Регистрация: 03.11.13 Сообщения: 651 Благодарности: 766

Понял, вмешиваться в обсуждение не буду. У меня хотелки от автоматизации чуть больше, потому меня Ардуино и не устроила, хотя, повторюсь, мое знание о ней - поверхностное, вынесенное из чтения форумов по этой платформе, может быть недостаточным.

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261

Виталий

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261 Адрес: Брянск

Arduino очень элементарная платформа. Выбирая ее, приходится вешать на нее очень ограниченный набор задач, сильно сужая свои хотелки. До сих пор на ней делали ну очень элементарные поделки. Встречались сожаления энтузиастов, работающих на ней, что она "не тянет" многие задачи.
Вот эта тема Вам в помощь, чтобы профиксить своё отношение к Arduino. Насколько я, не программист, понял из спора двух программистов, претензии к Arduino лежат не в слабости платформы. Претензии были связаны, насколько я понял, с её недостаточно, по мнению оппонента, высоком уровне. Однако низкий уровень, согласитесь, повышает мощность и скорость языка - это же вам любой системный программист скажет. А то что низкий уровень осложняет написание программы, как утверждает он, так это смотря кому. Ведь Arduino - язык, заточенный под электронщиков, поэтому для них он будет, как язык специализированный, гораздо удобнее, чем универсальный. Другое дело для программистов, которые разбираются в электронике слабовато, а на языках высокого уровня собаку съели - их мнение поэтому можно понять.

Последнее редактирование: 21.10.15

Регистрация: 20.10.11 Сообщения: 1.177 Благодарности: 570

По-моему, прежде чем спорить, на чем строить автоматику, надо определиться с ТЗ, а то вы сейчас промышленную ЧПУ в теплицу запихнете, чтоб пару форточек по температуре открывать. Хотя опять же, если кому-то удобно работать с тем или иным контроллером и есть возможность использовать его, то почему бы и нет, даже если он будет избыточен. В любом случае надо начинать с ТЗ и постройки алгоритма управления. Пока что из выше написанного следует, что: ниже 12 включить нагрев, выше 25 открыть форточку, выше 30 включить фоггеры. Пока схема очень простая, можно даже без контроллера обойтись.

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261

Виталий

Регистрация: 23.06.13 Сообщения: 5.837 Благодарности: 6.261 Адрес: Брянск

...В любом случае надо начинать с ТЗ и постройки алгоритма управления. Пока что из выше написанного следует, что: ниже 12 включить нагрев, выше 25 открыть форточку, выше 30 включить фоггеры. Пока схема очень простая, можно даже без контроллера обойтись.
Ну что же, попробуйте. Не уверен что у вас получится даже с такими простым алгоритмом обойтись без контроллера. Но Вы уже упростили предложенный мной алгоритм, ведь я писал что датчика 2: один - в теплице, другой - на улице, просто я предложил в обоих случаях одинаковый порог - 12 гр.
А вы считаете что реализовать даже с виду такой очень простой алгоритм в таком инерционном объекте, как теплица, будет просто? Можно уже сейчас предположить что на пути его реализации возникнет множество препятствий. Например, фоггеры моментально сбивают температуру вверху теплицы, а внизу сохраняется перегрев, значит потребуется интенсивное перемешивание воздуха и дополнительные датчики с усложнением, естественно, управляющей программы. Влажность же тоже нельзя повышать бесконтрольно - это уже начнёт наносить вред культуре, да и эффективное снижение температуры станет невозможным. Следовательно, предполагается что в дальнейшем алгоритм и вся система будут усложняться, придётся вводить вентиляторы для перемешивания воздуха и для вытяжной вентиляции с целью снижения влажности.
Просто на данном этапе многое нельзя предусмотреть, тем более что я, например, раньше ничего подобного не делал. Поэтому и предложил именно минимально сложный вариант, который уже всё равно нельзя сделать более простыми средствами, например, с помощью терморегулятора. Смысл такого подхода в том, что усложнить устройство в дальнейшем не представляет никакого труда. Поэтому сейчас я бы уже хотел заняться схемотехнической частью - попробовать нарисовать схему ядра устройства. Редактор для рисования эл. схем я видел в теме , которую я уже приводил выше. Я уже скачал её себе, правда ещё не представляю, как в ней работать. Одному двигаться трудно и долго, особенно когда многого не знаешь, поэтому дальше всё пойдёт очень медленно. Сегодня я весь день занимался выбором устройств в интернете - всего того, что надо купить, рассмотрел много вариантов и, возможно, сделал далеко не лучший выбор, но процесс понемногу пошёл.
Редактор можно взять вот здесь: sPlan - может кто-то знаком с ним или может посоветовать лучший, но пока попробую пользоваться этим.

Уважаемые коллеги!
Хотелось бы немного дополнить уже имеющиеся на форуме публикации небольшой статьёй, дополняющей серию доступной автоматизации для дачных участков. STM32 как серия микропроцессоров вполне может дополнить группу устройств автоматики, построенных на Ардуино.
Немного истории - почему вообще родилась такая сист ема. Совсем недавно я стал счастливым обладателем 140 кустов ремонтантной малины, и конечно же, сделал посадку. Несмотря на то, что убыли приложены старания - результат оказался плачевным. Посадка была с мульчирующим покрытием и оборудована капельным поливом - но более половины кустов к осени оказались нежизнеспособными. Причём что удивительно - ни вредителей, ни болезней замечено не было. Именно это и оказалось толчком для начала работ.
В первую очередь, был проведён анализ воды - и оказалось, что вода имеет состав, который не очень хорошо воспринимается малиной. Грустная новость - это говорит о том, что без специальной системы подготовки применить воду, имеющуюся просто в избытке на участке, нельзя. Конечно, интернет мне в помощь - и результаты просто шокирующие... Цена на готовую систему превышает 270 тыс рублей, и просто так её не купить - изготавливается индивидуально, и для моих объёмов сони имеют слишком большую производительность. Стало обидно за державу - и вот, после года(!) работ, появилась на свет система, которая с успехом прошла испытания и в этом году будет управлять поливом и подкормкой моих посадок. Причём не только малины.
Собственно, вы справедливо заметите - это же открытые посадки, а тут обсуждается закрытый грунт. Да - дело в том, что мой коллега, у которого имеется 3 теплицы, заинтересовался проектом. И вот уже для него сделаны малой серией контроллеры, фото которых вы видите ниже
Немного технических подробностей - в качестве основной платы используется отладочная плата с установленным stm32f103c8t6. Питание 220В переменного тока, имеется гальванически изолированная шина стандарта RS485 и также гальванически изолированная шина стандарта 1-wire. Контроллер является свободно программируемым - по командам полностью совместим с контроллером FX2N Mitsubishi.
Поддерживает протокол обмена Modbus RTU как мастер, так и слейв. Также имеет 2-й порт обмена последовательными данными - но поддержка только слейв modbus RTU.
Благодаря наличию шины 1-wire, легко работает с распространёнными датчиками температуры DS18B20. Причём поддерживает до 128 штук.
Также в данную публикацию хотелось бы добавить видео работы системы из 4-х контроллеров, работающих по шине модбус.

Почему я решил провести такую публикацию? Да очень просто - ведь не каждый может взять в руки паяльник и собрать то, что ему необходимо. Этот контроллер даёт возможность реализовать любую идею или задумку фермера без особых знаний.
Немного сумбурно описал систему - уж извините. Если будут вопросы - милости прошу, отвечу по возможности на все. Также, если этот пост пропустят, буду публиковать материалы о том, как эта система будет устанавливаться в теплице. Надеюсь, этот опыт будет полезным.