Un exemple d'utilisation de l'automatisation moderne dans une serre

Les serres sont des constructions destinées à la culture de légumes naturels en moins de temps qu'en pleine terre. L'utilisation de serres est courante à la fois chez les propriétaires privés et dans l'agriculture dans son ensemble.

Auparavant, l'automatisation de la serre était une procédure coûteuse et parfois insupportable, mais pour le moment, la solution à ce problème n'est pas si coûteuse et tout à fait payante, et à l'avenir, elle apportera des avantages encore plus importants.

De nombreux facteurs nécessaires à la culture efficace des cultures légumières nécessitent l'utilisation d'une automatisation moderne, par exemple:

1) Maintien automatique de la température optimale de l'air;

2) Arrosage automatique;

3) Inclusion automatique de l'éclairage;

4) Chauffage automatique du sol.

Maintien automatique de la température optimale de l'air

Lors de la culture de tomates et de concombres, en tant que cultures les plus courantes dans les serres, il est souhaitable que la température de l'air soit de +18 à +25 ° C pendant la journée et non inférieure à +16 ° C la nuit. La température du sol est de +10 ° C et plus.

L'abaissement de la température est effectué à l'aide d'actionneurs qui ouvrent les fenêtres de la serre pour la ventilation lorsque la température de l'air augmente. À ces fins, vous pouvez également utiliser moteurs pas à pas, sur un signal, ouvrez les évents à l'angle souhaité.

Actionneur

Les actionneurs sont de préférence utilisés non seulement avec un capteur de température, mais également avec un capteur de vent, afin de ne pas nuire aux plantes. Dans le rôle de capteur de température de l'air, vous pouvez utiliser un capteur numérique DS18B20 simple et peu coûteux.

CapteurDS18B20

Arrosage des plantes

L'irrigation automatique est effectuée à l'aide de capteurs d'humidité qui limitent l'arrosage, mais il est également préférable d'utiliser un capteur de débit d'eau avec eux, car des capteurs de sol simples et peu coûteux s'oxydent très rapidement et échouent. Pour les petites fermes, vous pouvez utiliser des capteurs d'humidité faits maison basé sur la minuterie NE555.

Ce microcircuit ne peut pas être qualifié de moderne, mais il s'est imposé comme un outil électronique fiable utilisé dans de nombreux domaines. Les électrodes doivent être en graphite non oxydé. La sortie 3 du microcircuit est connectée à la LED, qui signale la sortie de l'humidité au-delà. Cette sortie peut également être connectée au système de contrôle et, sur un signal de celui-ci, peut être désactivée ou activée.

Capteur d'humidité du sol sur la puce NE555

Il est important de connaître le débit d'eau requis par jour (qui dépendra de la superficie de la serre, des besoins des plantes cultivées dans l'eau, de leur densité, etc.), puis il suffit de contrôler l'irrigation à l'aide de capteurs de débit d'eau au fil du temps, et d'utiliser des capteurs d'humidité comme alarmes de débordement.

Contrôle d'éclairage

L'éclairage automatique est plus facile à faire avec simple photorésistance. Lorsque la lumière diminue, sa résistance augmente et donc un signal de contrôle est formé pour allumer les lumières dans la serre.

Chauffage du sol

Le chauffage automatique du sol est effectué comme l'air, mais au lieu des actionneurs, des contrôles de température sont utilisés éléments chauffants ou câble chauffant.

Dispositifs de contrôle d'automatisation

Séparément, il convient de parler des appareils qui reçoivent des informations des capteurs, analysent et émettent des signaux de commande aux actionneurs, aux éléments chauffants, aux vannes d'alimentation en eau, etc. Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux articles sur une telle plate-forme Arduino sur la base de laquelle il est proposé de créer une automatisation des petites serres.

Arduino est un outil matériel-logiciel avec un chargeur de démarrage préalablement flashé, ce qui vous permet de charger votre programme dans un microcontrôleur sans utiliser de programmeurs matériels séparés.Le microcontrôleur sur la carte est programmé en utilisant le langage Arduino, basé sur le langage de câblage (de type C).

Tous les résultats du fonctionnement de l'équipement dans une serre automatisée, si nécessaire, peuvent être suivis visuellement sur un ordinateur.Dansinterface eb peut fournir l'occasion non seulement de surveiller les lectures des capteurs de température, d'humidité et d'éclairage, mais aussi de contrôler ces mêmes lectures. Il peut également être possible de surveiller la serre via une webcam.

Le système de contrôle des serres est contrôlé par une centrale. Arduino, fonctionne comme suit: les données environnementales obtenues, le capteur de température de l'humidité ou de l'air d'éclairage sont transmis au contrôleur central (Arduino) qui compare les valeurs actuelles avec celles données. Si l'une des valeurs ne correspond pas, l'actionneur est actionné pour rétablir l'état optimal. Suivant Arduino envoie des données à un serveur distant pour une surveillance via Internet.

Exemple Arduino pour l'automatisation des serres

Exemple de circuit d'automatisation de serre Arduino

Au moyen d'une unité programmable spéciale, contrôle de paramètres tels que:

• chauffer l'intérieur de la serre;

• chauffage de l'eau;

• fréquence et durée de l'arrosage;

• démarrer et arrêter la ventilation forcée;

• l'éclairage.

Le contrôle de la température de l'air est déterminé par deux limites de seuil: la limite supérieure et la limite inférieure. Lorsque la limite supérieure est dépassée, les bouches d'aération s'ouvrent, le ventilateur est activé pour refroidir l'environnement de la serre, des rideaux peuvent être utilisés pour l'oppression et lorsque la température descend en dessous de la limite inférieure, le ventilateur s'éteint, le radiateur se met en marche pour chauffer l'air à un niveau prédéterminé.

Le contrôle de l'humidité est déterminé par le seuil fixé par l'utilisateur. lorsque l'humidité dans la serre tombe en dessous d'un seuil prédéterminé, le système d'irrigation automatique se met en marche puis s'éteint lorsque l'état optimal est rétabli.

La condition d'éclairage est contrôlée par deux points donnés: la limite supérieure et la limite inférieure. La limite supérieure détermine quand la lumière est activée tandis que la limite inférieure détermine quand elle est éteinte. Cette stratégie est principalement utilisée pour augmenter la lumière du jour ou compenser une lumière du jour insuffisante selon les souhaits de l'utilisateur.

Malgré la simplicité de programmation et de connexion, ainsi que le faible coût, à mon avis, la mise en œuvre de tels projets sur l'Arduino est difficile.

En tant que dispositif de contrôle maître, il peut également être utilisémicro-ordinateur Raspberry Pi 2combinant les avantages d'Arduino et d'un ordinateur personnel, car il est capable de lancer un système d'exploitation séparé et possède des ports d'entrée / sortie pour connecter des esclaves et recevoir des signaux de capteurs. 

Mais la façon la plus simple est d'acheter un appareil prêt à l'emploi sous la forme d'un relais programmable ou contrôleur logique programmable. Parmi les fabricants nationaux de ces produits, OWEN, Segnetics et d'autres sont les plus connus.Une alternative pour ceux qui ont appris à programmer Arduino peut être l'automate Controllino.

Contrôleur PLC: MINI (gauche), MAXI (milieu) et MEGA (droite)

Le seul inconvénient de cet automate est les sorties relais avec un courant jusqu'à 6 A. Mais si la serre utilise des équipements électriques avec moins de consommation de courant, alors cet automate est le mieux adapté.

Aujourd'hui, il est disponible en 3 versions: MINI, MEGA, MAXI. Un avantage important est la possibilité de se connecter à Internet via l'interface Ethernet pour la surveillance et le contrôle à distance. Cette interface est disponible en versions MEGA et MAXI.

Ainsi, la création d'une serre automatisée est aujourd'hui une tâche simple et relativement peu coûteuse pour les petites exploitations.