«Умная» теплица (45 фото): автоматическая конструкция своими руками

Современная теплица: автоматизация процессов

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 микроклимат в теплице. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.

Современные устройства по автоматизации теплиц и парников позволяют автономно работать системам полива, отопления и вентилирования

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

1. 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.
2. Гидравлическую. Такие технологии надежные и абсолютно безопасные: в их основе лежит принцип расширения жидкостей при перегреве. Недостатки конструкций – медленное реагирование на понижение температуры.
3. 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.

Суть теплиц с автоматикой

Для оптимального развития и выращивания овощных культур необходимо внутри помещения создавать свой микроклимат, контролировать температуру и влажность воздуха. Чрезмерное повышение температуры может погубить растения, а при слишком холодном воздухе они будут плохо расти и развиваться.

Следить за всем этим и создавать необходимый режим для растений очень сложно, даже если владелец участка постоянно живет на даче. На помощь приходит автоматическая система ухода за растениями, которая выполнит за вас все заботы по выращиванию овощей. Система вовремя польет грядки, сделает вентиляцию и установит нужную заданную температуру, и даже выполнит подкормку растений.

Выгоды использования умных теплиц

Многие дачники хотят выращивать овощи в теплице, но не могут постоянно находиться на даче, появляются там раз в несколько дней. Решается это проблема просто: надо на участке установить умную теплицу. Умная теплица с установленной автоматикой для теплиц полностью освободит пользователя от необходимости заниматься текущими работами.
Рис. 7 Умная теплица

Для небольших теплиц нет необходимости полностью автоматизировать все процессы. Это будет дорого, да и не рентабельно. Для автоматизации достаточно тех простых систем контроля и исполнения, которые вы можете установить самостоятельно. Зато как приятно, когда на столе у вас будут присутствовать свежие, экологически чистые овощи, выращенные своими руками.

Автоматика для теплиц

Теплицы, которое долгое время находятся без присмотра человека или находятся далеко от жилья, в обязательном порядке оборудуют автоматическими системами.

В первую очередь это необходимо с точки зрения обогрева. Если на улице тепло, и отопительные приборы выключили, это не значит, что такая же температура сохранится до следующего визита хозяев. Если вовремя не включить обогрев, растения могут просто погибнуть от заморозков. Такая же ситуация складывается с проветриванием и поливом, поэтому для бесперебойной работы необходимо обязательно устанавливать автоматику для проветривания, полива и обогрева.

Суть автоматизированных теплиц

Вся суть автоматики сводится к тому, что конструкция закрытого грунта функционирует в практически автономном режиме (рисунок 3). К примеру, для автоматического обогрева в помещении делают теплый пол или устанавливают котлы, камины, радиаторы или вентиляторы с датчиками, реагирующими на температуру окружающей среды.

Рисунок 3. Польза автоматических систем

С проветриванием, поливом и подсветкой задача более простая. Все эти системы подключаются к датчикам, которые программируются на включение и выключение в заданное время.

Виды

Все автоматические системы имеют одну функцию – обеспечивать автономное функционирование конструкции закрытого грунта с минимальным участием человека.

Среди основных видов систем выделяют:

• Автоматику для проветривания, которая самостоятельно открывает и закрывает форточки в зависимости от температуры окружающей среды;
• Системы обогрева воздуха и почвы, которые включают котлы, радиаторы, тепловентиляторы и теплый пол;
• Системы автоматического капельного полива, с помощью которых все растения получают достаточное количество влаги.

Кроме того, внутри обязательно устанавливают искусственное освещение, которое играет важную роль в росте культур, особенно в зимнее время, когда продолжительность светового дня сильно сокращается.

Из видео вы узнаете, как обустроить автоматическое проветривание в теплице.

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!

Умные теплицы: почему они так называются и чем они отличаются от обычных ↑

Как правило, в любой теплице, претендующей на статус «умной», соблюдаются три золотых правила:

• температурный режим внутри сооружения поддерживается автоматически;
• полив растений осуществляется своевременно и в нужном количестве без участия человека (капельное орошение);
• почва в грядках или контейнерах восстанавливается самостоятельно и не требует частой замены.

Система капельного орошения – признак автоматизации теплицы

С первого взгляда, все это здорово похоже на вступление к фантастическому рассказу. Однако ничего фантастического в этом нет. Каждый из вышеперечисленных компонентов «умности» – устройства  для  автоматического полива и проветривания теплиц и активные биологические способы поддержания экосистемы почвы – уже давно перестали быть для нас чем-то диковинным. Просто в умных теплицах все это работает в комплексе. По сути, это и есть главное отличие данного типа теплиц от привычных оранжерей и парников.

Что такое умная теплица?

Основное отличие умной теплицы от обычной в том, что все процессы, обеспечивающие оптимальный рост овощей, происходят автоматически без участия человека. При строительстве такого сооружения должны выполняться следующие условия:

• Контроль за температурой в теплице выполняют специальные датчики. При изменении температуры они передают сигнал на устройства, производящие открывание или закрывание окон и дверей.
• Для полива растений используется капельная система орошения. С помощью этой системы производят и жидкие подкормки удобрениями.
• В процессе вегетации растения истощают землю, забирая для своего роста питательные вещества, поэтому желательно иметь систему автоматического восстановления грунта.

Рис. 1 Схема умной теплицы

Все эти необходимые для роста овощей процессы выполняет умная теплица с установленной автоматикой. Вы будете только контролировать работу системы, приезжая на дачу 1-2 раза в неделю.

Автоматическая регулировка температуры отопления. Электронные термостаты и сервоприводы.

Автоматизировать контроль температуры системы отопления
более точно можно с помощью электронных термостатов и сервоприводов. В отличии от термостатических кранов с термоголовкой, электронные термостаты не привязаны к конкретному месту установки. Это позволяет повысить точность измерений, что убирает фактор влияния тепла радиатора отопления. Реакция такого регулятора температуры намного быстрее. А расширенные возможности электронных термостатов позволяют забыть про периодическую ручную подстройку температуры в помещении. Вы ощутите комфорт в эксплуатации хронотермостатов. Использование термических сервоприводов увеличит скорость реакции радиаторов и системы отопления. Это избавит помещение от “температурных провалов“, что является недостатком термоголовок. Одним словом термоголовки
занимают нишу “полуавтоматического регулирования температуры отопления“, а электронные хронотермостаты занимают нишу “автоматического регулирования температуры отопления“. Благодаря высокой точности измерений электронных термостатов и быстрой реакции термических сервоприводов такая система автоматической температуры отоплениястановится намного экономичнее, так как температура в помещении практически не колеблется – погрешность составляет 1,5-2 градуса Цельсия. А это высокий результат, например у термоголовки средняя погрешность 5-10 градусов Цельсия. Хронотермостаты имеют настолько широкий спектр возможностей, что экономия отопления увеличится на 10-15% точно, а то и выше. Высокая экономичность автоматической регулировки температуры дома, квартиры, предприятия – это существенный результат.

Видео-презентация автоматической теплицы для частных владений ↑

А еще, такая теплица непременно должна находиться на межпланетном корабле «Звездный» или, как минимум, где-нибудь в Японии или в Силиконовой долине, но уж ни как не под Иваново или, скажем, под Новосибирском. Но, тем не менее, факт остается фактом: теплицы разной степени «умности» уже не один десяток лет служат верой и правдой на дачах наших коллег – любителей приусадебного земледелия. Мало того, построить (а точнее – организовать) умную теплицу своими руками – это  не так сложно и сосем не так дорого, как кажется.  Подробно об  умных теплицах, отечественных и заморских – в подготовленном для вас материале.

Прототип теплицы Дж. Митлайдера, имеющей положительные отзывы

Автополив

Система капельного орошения – это способ полива растений, при котором вода подается прямо к корневой системе индивидуально для каждого саженца и в небольших дозах. Для этого используется не особенно сложная капельная система из резиновых шлангов, капельниц и пластиковых трубок. Благодаря такой системе, почва всегда сохраняет определенный уровень влажности и саженцы хорошо растут. Благодаря тому, что вода в системе автополива подается очень медленно, она успевает прогреться до необходимой температуры, равной температуре воздуха в теплице. С автокапельницей ваши растения не будут испытывать дефицита влаги.

У садовода больше нет необходимости обходить все грядки со шлангом или лейкой, чтобы оросить почву своими руками – весь полив происходит автоматизировано, от вас требуется лишь повернуть кран. Можно использовать гидроавтомат – примерно такой же, как и у форточек с автопроветриванием. Чтобы установить оборудование, прикрепите своими руками к поршню гидроцилиндра крюк, который будет сам поворачивать кран при нагреве. .

К чему теплице автоматизация?

Давайте рассмотрим подробнее, что же происходит в конструкции, которая «не умная». Т.е. попросту которой не ведома автоматика для теплиц и контроль за ее микроклиматом ведется по возможности, хотя и фактически каждый день.

Рано утром, как только первые солнечные лучи попадают в теплицу, температура в последней начинает достаточно быстро повышаться – и чем выше по высоте, тем быстрее. Для растений это – хорошо. Вот только есть проблема: перепад температур в это время между почвой и воздухом достигает порой разницы в 30°С! Корни остаются еще холодными, тогда как верхушки растений уже разогрелись. И происходит вот что: более «холодная» подземная часть плохо снабжает более «теплую» верхнюю часть растений, что приводит к элементарному дефициту влаги. Что на самом деле для растений все-таки не есть хорошо.

Еще больший стресс растения испытывают в жару в такой теплице. Ведь обычно хозяева идут собственноручно открывать форточки и двери уже тогда, когда температура внутри достигает 40°С. Влажность воздуха при этом резко падает, растения начинают испытывать засуху. И что происходит дальше? Еще хуже – двери и форточки резко открывают, и образовавшийся сквозняк уносит остатки и так не достающей влаги. Просто-таки как в пустыне! Молодые побеги от этого теряют тургор – давление внутри клеток, вянут, а цветы и завязи и вовсе отпадают. А вот вредители, особенно паутинный клещ, от жары и сухости начинают чувствовать себя как раз хорошо.

Вечером растения, конечно же, начнут приходить в себя. Но в итоге, собирая урожай, вы не сможете не отметить, насколько он меньше и хилее того, что у соседа с частично или полностью автоматической теплицей. То есть задача «умной» теплицы – это максимально поддерживать комфортный климатический режим для растений в теплице: влажность, температуру, насыщенность кислородом и влагой.

Выбор системы управления умным домом

Современные системы позволяют управлять подключенными к модулю управления электроприборами: датчиками, терморегуляторами, электроклапанами по беспроводным технологиям. Не требуется закладывать провода и кабели внутри стен или плинтусов помещения, штробить стены и нарушать существующие коммуникации или отделку.

Наиболее распространенными является путь управления по Wi-Fi каналу. Неудобство заключается в том, что эта функция предназначена для передачи значительных объемов информации и не адаптирована для большинства приборов «умного дома», которые работают с короткими командами: «включить/выключить», «прибавить/убавить», «вверх/вниз» и т. п.

• Z-Wave – специализированный протоколом управления «умным домом» работающий на частоте 869 МГц и имеющий высокую защищенность от постороннего воздействия и помех.
• ZigBee – похожий специализированный протокол, специально разработанный для работы устройств в комплекте «умного дома», но использующий другую частоту 2400–2485 МГц.

До сих пор широкая автоматизация жилых домов в РФ буксует из-за высоких цен на оборудование и инсталляцию, наладку и обслуживание оборудования. Ведь оно должно работать круглосуточно 24 часа в неделю без каких-либо сбоев. В противном случае неисправное оборудование умного дома может само стать источником ЧП – пожара, затопления помещения, разморозки систем отопления.

В первую очередь рассчитывается экономический эффект от внедрения систем автоматизации. Чтобы примерно оценить эффективность и срок окупаемости вложений, нелишним будет перечитать инструкции к имеющимся в доме электроприборам. Большинство владельцев пользуются только основными, самыми распространенными функциями, не утруждая себя программированием полного функционала телевизора, кондиционера или водонагревательного бойлера.

Вполне возможно, что кажущиеся вам «новые» возможности, которые откроются после установки системы «умный дом» уже заложены и реализованы в имеющейся у вас технике, причем на более высоком уровне, чем «включить/выключить» или «прибавить/убавить».

Просчитайте, настолько ли критична возможность дистанционной регулировки температуры воздуха в различных помещениях? Эта функция окупается только для владельцев загородных домов, когда на время отсутствия хозяев температура снижается до приемлемого минимума, а ко времени приезда хозяев повышается до комфортной жилой.

Большинство функций, реализуемых в «умном доме», интересны только в первое время после их установки. Возможность дистанционного визуального контроля удовлетворяет только любопытство владельца помещения, ни сколько не препятствуя действиям злоумышленников, проникших в дом. Гораздо эффективнее система централизованной охраны. Использование функции автоматического открытия/закрытия штор в спальне или возможность регулировать громкость музыки в соседней комнате – настолько сомнительны, что могут заинтересовать только истинных фанатов непрерывного общения с мобильным устройством, вместо физического движения рукой.

Вероятно, потому, что функционал, предлагаемых в рамках умного дома – мал и неактуален для большинства, домашняя автоматизация не пользуется особой популярностью.

Автоматизация частного дома

Большинство загородных домов строятся в пределах выделенных участков для ИЖС и по требованиям благоустройства имеют подвод электрических и газовых сетей. Некоторые поселки более благоустроены и имеют комплексы центрального водоснабжения и канализации.

Все это облегчает содержание загородной недвижимости, не освобождая полностью о заботе поддержания комфортных условий внутри и снаружи помещения.

Частный дом может быть в полной мере оснащен системой интеллектуального управления по концепции «умного дома».

Еще на стадии проектирования могут быть заложены элементы автоматизации, связанные:

1. С электроснабжением (от автономного электрогенератора).
2. Регулировкой температуры за счет управления газовым/жидкотопливным водонагревательным котлом.
3. Управлением системой подачи воды (при скважинном/колодезном водоснабжении).
4. Системой регулирования температуры воздуха в различных помещениях (жилых, подсобных, хозяйственных).
5. Системой регулирования внутридомового и наружного освещения приусадебного участка.
6. Управлением системой полива и кормления сельскохозяйственных животных.
7. Системой визуального контроля внутри и снаружи помещения и обзора придомовой территории.
8. Возможна реализация аварийного отключения систем газоснабжения и электроснабжения при возникновении аварийных ситуаций.

Для некоторых владельцев, большую часть времени находящихся вне дома, «умный дом» это система автоматизации жилых домов, являющаяся насущной необходимостью.

Виды

Несмотря на то, что такие конструкции на первый взгляд кажутся очень сложными, воспроизвести их вполне реально. Для начала нужно определиться с тем, какой вид теплицы будет выбран. Условно их делят на две категории: автономные и энергозависимые.

Первый вариант очень выгодный и современный. Автономная теплица, как понятно из названия, не зависит от электросети. Как правило, она работает на солнечной или же на тепловой энергии. Оба варианта хороши, но над оборудованием такой теплицы придется долго провозиться.

Второй вариант попроще. Энергозависимая система функционирует от электросети. И тут есть сразу два минуса. Во-первых, тратится много электроэнергии, поэтому приходится много платить за коммунальные услуги. Кроме того, если внезапно отключается свет, то такая «умная» теплица сразу же превращается в обычную. Зато подобная автоматическая конструкция стоит дешевле автономной.

Кроме того, теплицы, как современные без электричества, так и традиционные, работающие от электросети, различаются и по своим размерам. Тут уже нужно смотреть по обстоятельствам: чем масштабнее планы и чем больше свободного места, тем большую теплицу можно себе позволить. Более компактный вариант – простой парник с открывающейся крышкой. Его тоже можно дополнить различными техническими новинками.

Автоматизация квартиры

Квартира в МКД всего лишь ячейка, включенная в отлаженную систему коммунального хозяйства здания. Она редко нуждается в полноценной работе оборудования автоматизации умного дома. Владельцу не надо заботиться об отоплении, освещении, вентиляции. Система подачи воды, вообще, лежит вне пределов возможности как-либо влиять на её наличие. В случае отключения горячего водоснабжения на период профилактических ремонтов те, кто имеет финансовые возможности устанавливают накопительные или проточные бойлеры, которые работают в автоматическом режиме и в постороннем управлении не нуждаются.

Любое произвольное вмешательство своими руками в работу общедомовых сетей жизнеобеспечения совершенно не приветствуется со стороны управляющих компаний. Поэтому реализовать концепцию «умного дома» в многоквартирном доме можно в очень ограниченных масштабах:

• Установить несколько управляемых дистанционно розеток, к которым подключить устройства, таймером включать/выключать освещение или допотопный утюг, не имеющий реле отключения при перегреве или по времени или другой неавтоматический электроприбор.
• Принудительно вмешаться в работу автоматики кондиционера или электрического теплого пола полностью отключив их, или, напротив – включив.
• Автоматизировать закрывание/открывание штор или жалюзи на окнах.
• Включение/выключение системы аудиовизуального контроля.

Поэтому, подбирая компоненты для оборудования дома (квартиры), помните, что подавляющее большинство гаджетов китайского производства запрещены к реализации на территории РФ, а владение ими – уголовное преступление.

Система охранной и пожарной сигнализации обычно не включаются в перечень элементов «умного дома», поскольку работают независимо от желания владельца, находясь во включенном состоянии. А при их отключении утрачивают какой-либо смысл.

Возможности и классификация теплиц с умным управлением

Автоматизированная теплица подразумевает выполнение ряда операций без участия человека, а именно:

• поддержка требуемых температурных параметров внутри;
• автополив растений посредством капельного орошения;
• мульчирование (восстановление) почвенного слоя.

Автоматизированная система управления

Радует тот факт, что система вполне может быть обустроена своими руками – никаких особых проблем в этом нет, да и использование специализированного инструментария и комплектующих не требуется. С точки зрения ценового аспекта также не возникает никаких вопросов – стоимость оборудования по карману каждому дачнику, а некоторые из компонентов так и вовсе можно изготовить самостоятельно.

Умные теплицы можно классифицировать следующим образом:

• автономные – все системы работают исключительно на тепловой или солнечной энергии;
• энергозависимые – питание элементов осуществляется от подведенной электросети.

Каждый тип обладает своими достоинствами и преимуществам о важности, которых споры между дачниками не утихают и по сей день. Впрочем, имеют место и недостатки

Так, например, умная теплица Курдюмова, функционирующая от электросети, вызывает существенный расход электроэнергии, при отключении которой для растений могут наступить наиболее неблагоприятные последствия.

Схема работы умной теплицы

Этапы внедрения автоматики в теплицу

Автоматические системы внедряют после установки основного каркаса. В первую очередь организуют систему вентиляции.

Система автопроветривания

Автоматическая вентиляция должна обеспечивать приток свежего воздуха в зависимости от температуры внутри. В обычных условиях нагретый солнцем воздух застаивается и приводит к распространению заболеваний и плесени, а также может стать причиной снижения урожайности. Вентиляция происходит через открытие форточек, которые автоматическая система также должна вовремя закрыть.

Видео: Автоматическое проветривание для теплицы своими руками

Для управления форточками чаще всего ставят гидравлическое оборудование как промышленного, так и самодельного типа.

Правильное расположение и количество форточек помогает достичь нужной циркуляции воздуха.

Рекомендуется следовать следующим принципам:

• располагать форточки следует на максимально доступной высоте;
• в небольших теплицах размещают по 2 форточки на 2 м крыши.

Важно! Средняя площадь форточек должна быть равна 1/6 площади пола теплицы.

Организация капельного орошения

Капельный полив считается наилучшим способом доставки влаги прямо к корневой системе растений. Его принцип состоит в прокладывании по схеме разветвлённой системы тонких трубок из резины или пластика, которые подсоединяются к источнику воды

Благодаря медленной скорости подачи можно поддерживать постоянную влажность почвы.
Для такого полива важно наличие постоянного источника водоснабжения

Автоматизация капельного орошения состоит в своевременном открытии крана подачи воды, для чего используются гидроавтоматы. Включение полива может происходить с пульта управления или зависеть от показаний датчиков влажности или температуры. Датчики устанавливают прямо в почву, возле корневой системы растения.

Мульчирование почвенной среды

Почва в теплице должна быть укрыта рыхлой органикой, что значительно снизит количество сорняков и поможет поддерживать необходимый уровень влажности. Ранней весной и осенью проводят укрытие грунта специальным чёрным материалом, который обеспечивает дополнительный прогрев почвы и воздуха. Для теплиц лучше всего подходит агроволокно плотностью 40–60 г/м².

Летом для мульчирования грядок можно использовать скошенное сено или опилки.

Узнайте какими должны быть оптимальные размеры теплиц из поликарбоната.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик наглядно продемонстрирует возможности системы “Умный дом”:

Мастер по установке интеллектуального оборудования расскажет о монтаже системы «Умный дом» своими руками:

В статье были рассмотрены особенности современной высокотехнологичной системы «Умный дом». Среди основных коммуникаций, поддающихся автоматизации выделяют систему отопления, освещения, водоснабжения и контроля доступа.

Конечно, другие системы также заслуживают внимания. Так, умное видеонаблюдение требует более пристального рассмотрения, ведь ежегодно этой услугой пользуются все больше и больше потребителей.

Хотите рассказать о собственном опыте в обустройстве собственного дома интеллектуальным оборудованием? Владеете полезной информацией по теме статьи, которая может пригодиться посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы и размещайте тематические фото.