Контроллер для теплицы на Arduino

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

А зачем в пасмурный день держать температуру 24 гр? Толку то? - Ведь всё равно нет ФАР, достаточной для ассимиляции углекислого газа и других хим. элементов. В пасмурную погоду при низком уровне интенсивности света скорость потребления растением углекислого газа ограничивается и искусственная подпитка углекислым газом не даст выигрыша в темпах фотосинтеза, поэтому оптимальной будет концентрация С02 не выше 400 ppm. Напротив, в солнечный день оптимальной будет концентрация СО, на уровне 800 ppm.
Реально коридор оптимальной температуры не так узок. В ясный день он может быть 25 плюс минус 2-3 градуса, а может быть и больше, в пасмурный - порядка 18-22. В целом разброс от max до min может быть не менее 10 гр.
За колебаниями температуры я наблюдал этим летом с помощью термометров с циф. датчиками, они правда долго обновляют показания (где-то с минуту), но даже при этом я не видел очень уж значительных колебаний. Возможно это объясняется тем, что теплица у меня не самая маленькая, по крайней мере - 30 кв. м., довольно высокая и частично заглублённая, но в общем термоинерция не так уж мала. Насчёт ветра согласен - мне это не нравится, к тому же сильный ветер сильно хлопает плёнкой при открытых дверях.

 

Температуры были взяты с потолка для примера, давайте теперь возьмем ваши.
Пасмурный день, но теплый, температура 23-24, как получите 18-22 в теплице?
Пасмурный день температура 18-20, вы открыв форточки получили свои 18-20 в теплице, ночью температура упадет, если днем было 18-20, ночью можно ожидать 13-15 и в теплице не будет теплее ведь днем она не запасла тепло, в ней были те же 18-20 что и на улице. В итоге просадка ночной температуры ниже комфортной и остывание верхних слоев грунта. Можно конечно подогревать, и автоматизированно от контроллера это можно делать пожалуй только электричеством. Но если греть теплицу летом электричеством, то на кой черт она нужна.

 

18 гр. - это уж очень низкий порог, согласитесь. Написал его на крайняк, конечно не для лета, а для суровых условий ранней весны и поздней осени.
Ну хорошо, пусть t пасмурной погоды будет на 2 гр. ниже по сравнению с ясной. Даже это можно обеспечить, потому что на самом деле никто на точную оптимальную температуру и не затачивался. У меня, например, коридор оптимальной температуры 25 плюс минус 3. Вот форточки - закрываются ниже 22-х, открываются - выше 26-ти. В действительности, как пишут, при высокой инсоляции температуру можно повышать аж до 32-х. Почему бы и нет, если растения продолжают наращивать фотосинтез вплоть до этой температуры? Думаю, пределы устаканятся, так что в таблице можно будет целый ряд температур указать для условий от очень высокой инсоляции (ясно) до очень низкой (свинцовые тучи).
То ж и ночная температура. Главное ведь, чтобы разрыв между дневной и ночной t не был слишком большим, поэтому если днём 22, то ночью можно до 17-15 опустить, если днём 30 - то не ниже 22-х примерно. Это, понимаете, адаптивный алгоритм на ночь получается - вычисляете среднюю дневную температуру, вычитаете 5-6 гр. и получаете какой должна быть ночная, чтобы не получить конденсат. особенно актуально для ясной погоды.
В общем, коридор есть разумный, так чтобы ничего зря не греть. А землю в теплице греть - такого вопроса и не стоит, она и так к середине лета не менее чем до 20 гр. должна разогреться. У меня в августе (в этом месяце самый тёплый грунт) она 22 гр. была. Это только весной и осенью актуально.

18 гр. и ниже - весной и осенью сколько угодно таких дней.

 

Тогда это теряет всякий смысл. Потому как погрешность регулирования больше чем 2 градуса.
Надо просто определить оптимальный коридор температур, который будет нас удовлетворять как в пасмурную так и в ясную погоду и пытаться удерживать температуру в этом коридоре.

Да, вот примерно такой.

Ну а если она таковой не будет, вот опустилась она ниже, что вы с этим будете делать ? греть ?

и что толку ? ктож будет умышленно держать такую температуру днем осенью и весной ? Весной надо почву прогревать быстрее, нужна высокая температура воздуха. Осенью если днем 18, то ночью привет фитофтора.

 

Нет, погрешность здесь значения не имеет, потому что погрешность работает в обе стороны, так что в целом это нейтрализуется. Тем более что датчик DHT21 обеспечивает точность не в 2, а в полградуса, а DS18B20 можно настроить ещё точнее.
Но даже экономия в один градус в масштабах теплицы - это, кроме увеличения урожая за счёт оптимизации режима, ещё и огромная экономия энергии.

Разговор о чём? О том что адаптивный алгоритм позволит более точно поддерживать температуру, не тратясь на излишний нагрев тогда, когда это ничего не даст - в пасмурные день и ночь. Если оставить всё как сейчас - более высокую заданную температуру - греть придётся ещё больше. Ну а как бы Вы хотели? Если уж так холодно и не греть - зачем тогда вообще автоматическая система управления и тепловая пушка или другое какое средство обогрева? В данном случае мы наоборот, за счёт более точного учёта особенностей выращивания культуры, экономим.

Пока рассаду не высадили - можно греть как угодно, после высадки - форсировать разогрев за счёт ущерба растениям? Осенью я держал помидоры при температуре на терморегуляторе 6,5 гр. Я специально понижал как можно ниже, чтобы посмотреть предел их терпению. Правда жена следила ревниво за счётчиком энергии, поэтому выше бы и не разрешила, поскольку особо греть там было уже нечего - оставалось около сотни помидор. Их могло бы быть намного больше, но в третьей декаде сентября я оборвал все цветки и помидоры мельче грецкого ореха. Не скажу что они великолепно себя чувствовали, но и не пропали (Частично пропали). Снял последнее ведро 26-го октября. Сделал вывод в результате испытаний что держать t ниже 10 гр. не имеет смысла, но вообще нужно следить и за t земли. Земля остыла - фффсё, амба.

 

Точность датчика в данном случае значения не имеет, так как проблема не в точности измерения, а в точности регулирования.
Я честно говоря не понял что вы написали, если снизить дневную температуру на 1 градус это экономия энергии ? - расшифруйте.

Получив расчетную температуру для ночи на основе среднесуточной днем (как вы писали для ночи на 5-6 гр меньше от дневной), как вы ее собираетесь поддерживать ? Днем было 25, расчетная для ночи 20, температура упала до 16-18, будете подогревать ? если да - помидоры золотые, дешевле слетать за ними в Турцию, если нет, то зачем вам эти расчетные данные ?

 

Имеет-имеет. Откуда у Вас взялась погрешность регулирования больше 2-х градусов? Я уже приводил пример установки терморегулятора на 6,5 гр. Должен сказать, что ТР действует безукоризненно: как только на индикаторе температура становится 6,4 гр. - всё, ТП завыла, завращался вентилятор - пошёл нагрев. Минимальный гистерезис можно установить в 1 гр.(в контроллере - вообще любой). Как только температура достигла 7,5 гр., ТП вмиг отключается. Перерегулирования практически нет - практически ни разу не видел чтобы после отключения ТП температура повысилась ещё хотя бы на 0,1 гр.

Например весной, когда приходится включать обогреватель. Если 22 гр. достаточно - зачем греть больше?

Разумеется, нужно продумать все пороги. Ошибка приведёт к неоправданному расходу энергии. Это всё нужно прорисовать для начала - коридоры допустимых значений для весны, лета, осени, ясных, пасмурных, холодных и тёплых дней, стараясь минимизировать затраты, но чтобы не навредить посадкам. Наверняка найдутся периоды когда этот более сложный алгоритм принесёт пользу.
Там немалые допуски. Сами знаете наверняка что обычно коридор между ночной и дневной температурой рекомендуется не строго, а от 4-х до 8-ми и даже до 10 гр. Да и на самом деле теплица не столь велика, а эл/энергия не настоль дорога. На пару градусов воздух нагревается при включенной мощности 1 квт за несколько минут - это вряд ли Вас разорит, если будет включаться не часто. В любом случае всегда приходится искать компромисс между затратами и потерей урожая. Урожай ведь тоже чего-то стоит, так что если Вы сняли в прошлом году 5 кг с кв. м, а в этом году 10 - легко прикинуть, стоили ли затраты электричества того. В октябре стояла тёплая погода, так у меня ТП несколько дней при уставке 6,5 гр. вообще не включалась, а когда включалась - сжигала примерно по 20 руб в сутки. Летнее время вообще не стоит демонизировать, разве что изредка, когда выпадает особо холодный год.

 

Замерьте температуру в разных точках теплицы и увидите. Даже в доме в комнате температура во всем объеме не одинакова, а вы тут про пол градуса в теплице...
И если с нагревательными приборами еще можно более менее ловить температуру, то с форточками совсем беда.

Я вообще не вижу смысла греть, если температура не достигла опасных для растений значений.

 

На то и сложности чтобы с ними бороться. У меня стояло 2 прибора. Один - в торце теплицы, выходящем на юг, другой - в середине теплицы. Естественно, тот, который стоял у входа, показывал чаще температуру выше, но не намного, на градус-два, хотя стоял возле открытой форточки и двери. Датчики, естественно, были прикрыты от солнца, причём заметил что в пасмурную погоду датчики часто показывали или одинаковую температуру или минимально расходящуюся.
Для того чтобы температура в теплице не сильно отличалась по высоте, вдоль теплицы и в закутках, нужно воздух в теплице перемешивать - ставить циркуляционные вентиляторы. Заодно улучшится ассимиляция растений, уменьшится перегрев листьев, уменьшится или пропадёт конденсат.
Летом правда, если всё открыто будет, особой нужды в перемешивании воздуха нет, но всё что я на лето хочу оставить - это туманообразование при перегреве.
Достоверность показаний датчика можно увеличить, прикрепив его к металлической полоске из фольги, чтобы он не реагировал на местную аномалию температуры.

Под нагревом тут ведь что имеется в виду - что Вы так настроите пороги, что при данной температуре форточки начнут закрываться и температура в теплице будет расти. Для ясной погоды это нормально, а в пасмурную контроллер просто этот порог снизит и будет держать форточки открытыми пока температура в теплице не упадёт допустим до 20-ти, иначе расходы на дыхание повысятся, а ассимиляция вырасти не может из-за низкого ФАР - растения начнут худеть, терять массу.

 

Влияние влажности

Urani4 заронил червь сомнения в мою голову по поводу целесообразности задания разных порогов температуры в зависимости от освещённости. Ладно, оставлю пока эту идею до вызревания внутри, а пока приведу данные о том как влияет влажность в теплице на растения, как и обещал.
1. Высокая влажность стимулирует парниковый эффект. Это не всегда плохо, весной, например, будет способствовать прогреву теплицы, имеет смысл держать почву очень влажной - это усилит и её прогрев. Но после высадки растений ночная высокая влажность недопустима, она увеличит образование конденсата на листьях в утренние часы, потому что листья не могут согреться так быстро, как воздух, и поэтому на них образуется конденсат.
2. В средней полосе России влажность воздуха в теплице в летнее время обычно находится в пределах 60-85%, а в жаркое время опускается до 40%. Поэтому в жаркое время необходимо увлажнять воздух.
3. Во второй половине сезона за влажностью нужно следить особо внимательно, потому что это период, когда в растениях начинается процесс деградации, способствующий массовому развитию грибков. Осенью, в связи с этим, рекомендуется резко ограничить поливы или вовсе прекратить.
4. Конденсат появляется в результате больших колебаний t. Поскольку суточный термопериодизм необходим для томатов, то ночная t всё равно должна быть на несколько градусов ниже дневной и t листьев под утро будет ниже t воздуха на 2-3 градуса, что вызовет появление на них конденсата. Для предотвращения появления конденсата нельзя допускать резких перепадов и длительного снижения температуры более чем на 4-8 гр., проводить интенсивную внутреннюю вентиляцию в переходное время суток.
5. Резкое изменение влажности воздуха более чем на 20% за 4-5 мин. может стать причиной повреждения клеточной ткани растений.
6. Проветривание по утрам не только удаляет конденсат с листьев, но и стимулирует испарение растений и интенсифицирует включение фотосинтеза, а также улучшает развитие корневой системы растений.

 

@Cofessor,
Здравствуйте! Скажите вот все что вы делаете, это для 1 -производства програмного обеспечения на производство или для 2-продажи контроллеров для тепличных хозяйств и 3- для частного лица в домашнюю теплицу?
Если 1 и 2 считаю смысл есть в таких заморочках, а 3 часнику да гиморно очень ему б тем. смерить на улице и в теплице, открыть форточки и двери для проветривания да и с этими параметрами если встать в дельту продаж контроллера клиенты по любому будут.

 

Я вам пытаюсь еще одного червя сомнения подсунуть, по поводу бесперспективности утреннего проветривания, да все никак не выходит

Ну какие испарения, если на улице влажность утром под 90-99% ? На улице и так конденсат выпадает (утренняя роса, туман), как вы туда что-то испарите ?

 

Да нет, я - любитель, а любитель делает что-то потому, что любит это делать. При всём при том ещё и других дел полно, поэтому приступы активности перемежаются с долгими перерывами. Перерыв правда первый, но вряд ли последний, хотя сейчас пытаюсь выкраивать время для дальнейшего совершенствования. Мне как раз усовершенствовать своё детище и интереснее всего.
О продажах речь не идёт, совести не хватит всучивать что-то, что ещё не испытано на деле, чтобы потом не выслушивать матюки, да я и не пробовал никогда - для этого жилка нужна в этом деле.

 

Уверен, Вы тут спутали два разных процесса. Если бы влажность воздуха была равна 100%, пары конденсировались бы прямо в воздухе - была бы морось или туман - глаз выколи. Однако роса очень часто выпадает ночью даже если и днём и ночью было вёдро. Точка росы конечно же должна быть достигнута, но она легко достигается и тогда, когда воздух сухой. Вот выдержка из одного источника:

Например, если температурные показатели атмосферы составляют +20°С, при влажности:

• 30% – точка росы +1°С;
• 50% – вода будет конденсироваться при 8,7°С;
• 80% – капли образуются при + 16,2°С;
• 100% – температура точки росы совпадёт с температурными показателями атмосферы.

То есть роса образуется в воздухе только при влажности 100%, в остальных случаях она образуется только на поверхности предметов. Бросьте в стакан с водой кубики льда и у Вас стакан покроется такой росой, хотя влажность воздуха в помещении низкая. Откуда же берутся такие низкие температуры поверхности ночью? Из-за теплового излучения, особенно интенсивно оно именно в ясную сухую погоду.
А второй фактор - даже если взамен тёплого влажного воздуха теплицы Вы запустите в неё влажный холодный, при смешивании с тёплым воздухом теплицы его относительная влажность резко упадёт, а вместе с ней и влажность в теплице. Это объясняется тем, что максимальное количество влаги, которое может находится в воздухе, резко увеличивается при повышении температуры. Так что если Вы нагреете воздух с относительной влажностью 100% на несколько градусов, Вы получите сухой воздух с низкой относительной влажностью, хотя количество паров в ней не изменилось.

 

Лаконичный ответ.)