Использование автоматики при выращивании комнатных растений помогает снизить личное участие в выращивании и во многих случаях улучшить их состояние, а также позволяет отлучаться на длительный период не боясь за свои растения и цветы.
К основным моментам автоматизации при выращивании растений можно отнести следущие:
- Управление освещением
- Управление поливом
- Управление работой увлажнителя
- Управление температурой помещения
Конечно можно в автоматическом режиме организовать и подачу удобрений, вращение горшка, затенение окна при ярком солнце и многое другое, но в домашних условиях это не к чему и выходит не дёшево.
Помимо автоматизации процесса, важно правильно выбрать алгоритмы и время работы систем, чтобы не сделать растениям больше вреда, чем пользы.
Освещение.
Как известно, цитрусовые в домашних условиях, особенно в средней полосе и северней, нуждаются в дополнительном освещении в осенне-зимний период. Лучше всего для этого подходят современные светодиодные фитолампы.
Они дешёвые и эффективные, единственное что стоит учесть при их выборе - необходимость в охлаждении (отдельно нужно радиатор к лампе), а если мощность лампы 50 ватт и выше то ещё и вентилятор.
Так же можно отметить что лампу соединяют с радиатором через термопасту, для более эффективного отвода тепла. Подключение лампы обычно 220 вольт, а вот вентиляторы охлаждения радиатора чаще имеют питание 12 вольт. Поэтому можно модернизировать обычный блок питания 12 вольт, для этого нужно разобрать его и до трансформатора или платы( если блок питания импульсный) припаять провода к 220 вольт и сделав небольшое отверстие в корпусе блока протянуть провод по длине соизмеримой с проводом 12 вольт. В итоге получится, что одним блоком питания мы запитываем и вентилятор охлаждения (12v) и фитолампу (220v). Провод с напряжением 220 вольт идёт паралельно с проводом 12 вольт, можно соединить их изолентой. На изображении ниже видно, что к кулеру подходят 2 провода.
Естественно все работы проводить отключив от сети оборудование, если вы не уверены в своих знаниях электротехники лучше обратиться к специалисту в этой области.
Теперь что касается алгоритма и времени работы ламп. Обычно ими досвечивают растения после захода солнца и до рассвета. Оптимальное время освещения цитрусовых составляет 12 часов. Можно вычислить примерное время досветки в конкретном регионе. Для этого от 12 часов отнять длину дня и получится время досветки. Но нужно учесть, что лимоны не любят резких перемен от естественного освещения к искусственному. В этом случае наиболее удобным вариантом будет использовать устройства с датчиком освещенности и выставить его соответственно на более светлый режим включения.
Например можно использовать вот такой модуль, он подходит, как для самостоятельного оборудования, так и в комплекте с микропроцессором. Он имеет 4 контакта: 2 питания и один цифровой и один аналоговый выход. Есть регулировка срабатывания. Цена около 50 рублей. Аналоговый выход можно корректно использовать только с микропроцессорным контроллером. При использовании цифрового выхода, на нем будет появляться питание при достижении порога освещенности. Но этого сигнала будет недостаточно чтобы включить лампу, поэтому нужно использовать реле. Наприме такое.
Питание можно сделать паралельно, а цифровой выхода датчика освещенности соединить с in реле. А к клеммам реле уже подключать нагрузку.
Теперь нужно будет чтобы включившись, лампа отработала заданное время и отключилась. С этим к сожалению это оборудование уже не справится и тут помогут или микропроцессоры с программой или реле времени задержки выключения.
В итоге должно получиться вот так
Конечно гораздо проще все решается при использовании микропроцессора на базе ардуино, но для него нужно написать программу, что для не знающего человека довольно сложно, но большим плюсом будет то, что с его применением можно автоматизировать сразу несколько процессов. Кстати программу можно заказать на специализированных форумах ардуино, конечно за деньги, но быстро и качественно и строго под ваши запросы.
Вот такая небольшая плата ( по цене тоже ) способна полностью автоматизировать все процессы. Фактически это мини компьютер.
Управление поливом
Если вы покидаете надолго свое жилище и за растениями в вашем доме некому присмотреть, то автоматизация полива, самое необходимое решение. Без всего остального (если в помещении не мороз) можно обойтись.
Организация полива наиболее проста в исполнении и не требует специальных знаний. Оборудование дёшево и просто в использовании. Вот комплект для полива.
В этом комплекте главное модуль, который преобразует данные от щупа в цифровой или аналогововый сигнал. Есть винт для калибровки порога срабатывания (уровня влажности почвы). Если почва сухая на цифровом выходе появляется сигнал, который через реле преобразуем во включение насоса. Соответственно, когда грунт увлажнится, сигнал пропадет и насос остановится.
Вроде все просто, но нужно добиться равномерного увлажнения земли в горшке. Напор создаваемый насосом хоть и не велик, но когда горшок маленький есть вероятность залить горшок водой, поэтому что у любой системы есть инерция. Мне решение этой проблемы видится так: на подающем шланге поставить тройник для сброса части воды обратно в резервуар с водой с помощью какого нибудь зажима на шланге. Это поможет уменьшить напор полива и более медленно подавать воду в грунт. Плюс к этому нужно чтобы вода лилась не в одну точку, а сразу в нескольких местах, желательно вокруг растения. Можно закольцевать шланг с помощью тройника и сделать в нем отверстия и тогда будет равномерный полив. Примерная схема на рисунке.
Ещё один важный фактор - температура воды. Поливать холодной водой нельзя, особенно зимой если цитрус стоит в теплом помещении. Поэтому необходимо разместить резервуар с водой вблизи батареи отопления, а если такой возможности нет, то необходимо устроить подогрев воды. Это очень важно и про это не стоит забывать ни в коем случае.
Увлажнение
Поддерживать постоянную высокую влажность, необходимую для цитрусовых, довольно затруднительно в условиях работающего отопления в комнате в зимний период времени. Летом эта проблема не стоит так остро, хотя в южных засушливых регионах даже в жилой комнате в разгар лета - довольно сухо, что уж говорить про улицу. Поэтому для себя я нашёл простое решение - увлажнитель воздуха. Ультразвуковой увлажнитель подаёт холодный пар прям в крону растения. Для небольших саженцев вполне хватит такого увлажнителя, работающего от обычной телефонной зарядки.
Естественно держать его постоянно включенным никто не будет, поэтому нужно задать определенный алгоритм его работы. На мой взгляд нужно равномерно распределить в течении суток время включения увлажнителя на определенный период. Чем суше воздух, тем чаще включать прибор или увеличить время его работы. Есть на просторах интернет магазинов прибор который называется синотаймер (sinotimer), стоит уже дороже, но им легко можно организовать регулярное включение и выключение увлажнителя.
Если кратко, то у него 16 программ включения-выключения, которые устанавливаются по реальному времени, выстовляемому на самом синотаймере. Соответственно можно 16 раз включить и выключить прибор. Штука очень хорошая и может пригодится в хозяйстве в разных сферах. Ну а если вы заморочились с ардуино то тут включай увлажнитель хоть каждые пол часа.
Конечно такой миниатюрный увлажнитель не сможет повысить влажность в комнате и тем более в доме, но струя пара направленная непосредственно на листья цитруса, поможет ему пережить сухие зимы.
Температура
Тут все просто, уменьшать температуру в жилой комнате, ради растений в горшке - никто не будет. Поэтому если есть специальное помещение под цитрусовые, то заняться этим можно там. Если все таки поставить горшок с лимоном некуда, кроме как в жилой комнате, то тут ничего не поделаешь - пускай мирится с тем что есть. Нужно только досвечивают его и попробовать повысить влажность воздуха.
Созданием микроклимата, особенно для цитрусовых, по большей части занимаются зимой. А лучшим вариантом для зимы будет - вынести горшок с цитрусом в холодное помещение с температурой немного выше ноля. И он спокойно перезимует. Главное правильно выйти из зимнего периода в весенний без резких перепадов температуры и освещенности. А если саженец лимона привит на трифалиату, то содержать его зимой нужно только в холодных помещениях.
Заключение
В статье я попытался затронуть разные виды автоматизации при выращивании цитрусовых, кому то будет интересен автономный полив, а кого то больше заинтересует досвечивание. Кто то вообще усмехнется и скажет - "для чего тогда выращивать лимоны, если не участвовать в их жизни".
Надеюсь для кого то информация будет интересной и на ее основе он создат что то новое, а может захочет постичь секреты программирования микроконтроллеров.
В любом случае данная статья не является пособием для создание автономной системы выращивания цитрусов, а лишь моим видением этого процесса.
Спасибо за внимание