Делаем систему полива на ардуино

Автоматика для управления капельным поливом теплицы

Своевременный полив это конечно хорошо. Но важно, чтобы не было переизбытка или недостатка влаги. Иначе растения имеют все шансы заболеть. К примеру, грибковыми заболеваниями, которые прекрасно развиваются в условиях повышенной влажности. Патогенные грибки могут в короткий срок уничтожить любое культурное растение.

Но есть возможность качество пролива взять под свой контроль. Можно установить в оранжерее систему датчиков для измерения влажности и температуры, а с помощью контроллера отрегулировать процесс. В этом случае растительность будет получать влагу в нужный момент и в необходимом объёме.

В общих чертах работа системы выглядит следующим образом:

Контроллер руководит электромагнитными клапанами. В нужный момент они или открываются, и вода поступает в систему полива, или закрываются и подача воды прекращается.

Понятно, что центральный элемент комплекса это или простейший таймер, или более продвинутый вариант — контроллер.

Настроив контроллер один раз, работа всей системы больше не требует присутствия человека.

В чем разница между таймером и контроллером?

Первые — недорогие и сравнительно простые устройства, электрического или электромеханического типа. С их помощью можно отрегулировать лишь частоту и продолжительность полива.

Контроллер — практически миникомпьютер. Программа полива выбирается, исходя из дополнительных параметров:

• давление воды в трубопроводе;
• запрограммировать полив по дням;
• учесть показания датчиков наружной температуры и влажности.

Некоторые модели могут управляться удаленно мобильным телефоном, через свой GSM-модуль.

Поэтому, естественно, отсюда и цена этих двух устройств. Первые дешевле. Еще одна особенность — количество каналов управления:

1. Если для всех растений подходит одна система автополива для теплицы — достаточно таймера.
2. Если типов растений несколько и для каждого нужен свой тип полива, лучше установить многоканальные устройства. Это дает дополнительные возможности для автоматической системы полива:
   • несколько режимов управления;
   • выносной пульт;
   • защиту от возможного перепада напряжения;
   • в случае внезапного отключения электросети, программа полива сохранится в памяти устройства.

Имеет значение тип питания электронных помощников. От этого зависит автономность системы полива. Есть приборы, которые работают от нескольких пальчиковых батареек или используется одна 9 В «Крона».

Такие приспособления управления — изделия не из дешевых, поэтому есть смысл обратиться к проверенным фирмам. Конечно, можно сэкономить и купить дешевые китайские приборы сомнительного качества. Но если они сломаются, то и систему полива необходимо заново купить и переделать под их параметры.

Аквадуся

Система настроена на капельный полив. Производства ЧП «Лессервис», Беларусь. Надежная и простая в установке. Можно применять как в теплицах, так и на открытых грядках.

Весь комплект интересен для оборудования именно автополива, так как есть обширные возможности по настройке подачи воды. Контроллер может выполнять орошение с интервалами в 60, 80 и 120 минут постоянного орошения грядок. Капельницы надежно закрепляются в земле, не затрагивая корневую систему. Шланги устойчивы к зацветанию воды.

Плюсы:

1. Капельницами вода подается точно к корням растений.
2. Возможна организации полного цикла полива. От заполнения бочки до запуска системы для полива.
3. Специального отдельного подключения к водопроводу и электричеству не требуется.
4. Полив для теплицы прекращается автоматически.
5. Может проливаться одновременно до 70 кустов.
6. Капельницы погружаются на большую глубину.
7. Дозировка воды регулируется в широких пределах 1.5–4 л/час.

Минусы:

Аэрозольное орошение

Это улучшенная версия дождевального орошения.

Для применения такого метода потребуются более крепкие трубы, чтобы выдержать давление в 30–50 бар и более мощный насос, чтобы обеспечить такое давление в системе.

Повышенное давление обусловлено конструкцией применяемых форсунок, по типу дренчерных распылителей. Такие форсунки применяются в системах автоматического пожаротушения.

Аэрозольное орошение помогает улучшить микроклимат в теплице. Особенно это актуально в жаркие и сухие дни, когда необходимо охладить растения.

Также такая система подходит для выращивания черенков. Рост листьев замедляется, а их корневая система, наоборот, активно развивается. Чтобы в теплице избежать появления плесени и грибков, должна хорошо работать вентиляция, и обеспечен контроль над температурой воздуха. Система искусственного орошения, оборудованная датчиками, может автоматически поддерживать температуру в пределах 25°–27°.

Активно применяется при тепличном разведении рассады.

Плюсы системы:

1. Быстрое охлаждение тепличного пространства.
2. Существенная экономия воды.
3. Нет образования на поверхности грунта твердой «корочки».
4. Равномерное распространение влаги.

К минусам можно условно отнести наличие электричества, которое необходимо для работы водяных насосов.

Бутылочный самополив

Системы полива, которые описаны выше, конечно могут быть установлены самостоятельно, но всё-таки требуют специальных знаний и навыков. Доставить влагу к корням растений можно еще одним способом — с помощью обычных пластиковых бутылок.

Есть несколько вариантов исполнения такого полива:

• бутылки с водой подвешиваются;
• ставятся на землю возле корневой системы;
• закапываются возле корней на небольшую глубину.

Схемы бутылочного полива:

Чем хороша эта система, так это простотой исполнения. Достаточно иметь под рукой:

• ножницы;
• толстую иглу или шило;
• немного марли или х/б ткань;
• набор пустых пластиковых бутылок емкостью 1–2 литра с крышками;
• лопату.

Дальше порядок подготовки:

1. Подготовить бутылки — помыть и очистить от наклеек.
2. Обрезать, с помощью ножниц, дно примерно на пять сантиметров.
3. Нагреть иглу (шило) и ею проколоть несколько отверстий. Количество подбирается исходя из будущего расхода воды в такой капельной системе.
4. Перед крышкой уложить слой марли (х/б ткань). Это будет своего рода фильтр воды, чтобы не забивались отверстия в крышке.
5. Выкопать возле растения лунку под бутылку глубиной 10–15 см.
6. Вставить в подготовленную лунку бутылку с закрытой крышкой и присыпать землей. Собственно система «автоматического полива» для одного саженца готова. Осталось повторить все действия для остальных насаждений.

Понятно, если установка «поливальной системы» производится под существующие корни, копать лунки нужно крайне осторожно.

Система как видно проста в исполнении, но это еще не все преимущества:

1. Получается дополнительная аэрация земли.
2. Дешевизна материала и простота монтажа.
3. Экономный расход воды.
4. Атмосфера теплицы не перенасыщается влагой.

Можно применить емкости и большего объема, но надо понимать, что они и места под растением займут больше. Скорее разумнее будет ими прикрывать существующие бутылки сверху, чтобы они не засорялись мусором.

Видео по теме

Делаем систему полива на ардуино

 status_pump – насос;
 status_lamp – лампа;
 status_fun – вентилятор.

 // подключение библиотек для nokia 5110
 #include 
 #include 
 // подключение библиотеки DHT
 #include "DHT.h"
 // тип датчика DHT
 #define DHTTYPE DHT11

// контакт подключения входа данных модуля DHT11
 int pinDHT11=9;
 // контакт подключения аналогового выхода модуля влажности почвы
 int pinSoilMoisture=A0;
 // контакт подключения аналогового выхода датчика температуры TMP36
 int pinTMP36=A1;
 // контакт подключения аналогового выхода фоторезистора
 int pinPhotoresistor=A2;

// пины светодиодов индикации
 #define LED_TEMP 5
 #define LED_MOISTURE 6
 #define LED_LIGHT 7

// значения для условий
 #define TEMP_DETECT 30
 #define MOISTURE_DETECT 500
 #define LIGHT_DETECT 250

// кнопки
 #define COUNT_BUTTONS 3
 int pinButtons[]={A4,A5,A6};
 int lastButtons[]={0,0,0,0};
 int currentButtons[]={0,0,0,0};

// реле
 int pinRelays[]={2,3,4};
 // статусы полива, освещения, вентилятора
 boolean statusRelays[]={false,false,false};

// создание экземпляра объекта DHT
 DHT dht(pinDHT11, DHTTYPE);

// Nokia 5110
 // pin 3 - Serial clock out (SCLK)
 // pin 4 - Serial data out (DIN)
 // pin 5 - Data/Command select (D/C)
 // pin 6 - LCD chip select (CS)
 // pin 7 - LCD reset (RST)
 Adafruit_PCD8544 display = Adafruit_PCD8544(13, 12, 11, 10, 8);

unsigned long millisupdate=0;

void setup()
 {
 // запуск последовательного порта
 Serial.begin(9600);
 //
 pinMode(LED_TEMP,OUTPUT);digitalWrite(LED_TEMP,LOW);
 pinMode(LED_MOISTURE,OUTPUT);digitalWrite(LED_MOISTURE,LOW);
 pinMode(LED_LIGHT,OUTPUT);digitalWrite(LED_LIGHT,LOW);
 //
 dht.begin();
 // инициализация дисплея
 display.begin();
 // установить контраст фона экрана
 display.setContrast(60);
 display.clearDisplay(); // очистить экран
 display.setTextSize(1); // размер шрифта
 display.setTextColor(BLACK); // цвет
 // заставка
 display.setCursor(15,15);
 display.print("Home Flower");
 display.display();
 delay(2000);

}

void loop()
 {
 // каждые 5 сек - получение показаний датчиков
 // и вывод на дисплей
 if(millis()-millisupdate>5000)
 {
 millisupdate=millis();
 display.clearDisplay();
 display.setCursor(5,0);
 display.print("Home Flower");
 // получение данных с DHT11
 float h = dht.readHumidity();
 display.setCursor(5,10);
 if (isnan(h))
 {
 Serial.println("Failed to read from DHT");
 display.print("airH= error");
 }
 else
 {
 Serial.print("HumidityDHT11= "); Serial.print(h);Serial.println(" %");
 display.print("airH=");display.print(h);display.print("%");
 }
 // получение значения с аналогового вывода модуля влажности почвы
 display.setCursor(5,20);
 int val0=analogRead(pinSoilMoisture);
 Serial.print("SoilMoisture= "); Serial.println(val0);
 display.print("soilM=");display.print(val0);
 // получение значения с аналогового вывода датчика температуры TMP36
 display.setCursor(5,30);
 int val1=analogRead(pinTMP36);
 // перевод в мВ
 int mV= val1*1000/1024;
 // перевод в градусы цельсия
 int t=(mV-500)/10 75;//t=23;
 Serial.print("TempTMP36= "); Serial.print(t);Serial.println(" C");
 display.print("airT=");display.print(t);display.print(" C");
 // получение значения с аналогового вывода фоторезистора
 display.setCursor(5,40);
 int val2=analogRead(pinPhotoresistor);
 Serial.print("Light= "); Serial.println(val2);
 display.print("Light=");display.print(val2);
 // обновить
 display.display();
 // вывод состояние полива, лампы, вентилятора
 Serial.print("pump - "); Serial.println(statusRelays[2]);
 Serial.print("fun - "); Serial.println(statusRelays[1]);
 Serial.print("lamp - "); Serial.println(statusRelays[0]);
 //// проверка условий
 // увлажненность почвы
 if(val0 > MOISTURE_DETECT)
 digitalWrite(LED_MOISTURE,HIGH);
 else
 digitalWrite(LED_MOISTURE,LOW);
 // температура воздуха
 if(t > TEMP_DETECT)
 digitalWrite(LED_TEMP,HIGH);
 else
 digitalWrite(LED_TEMP,LOW);
 // освещенность
 if(val2 < LIGHT_DETECT)
 digitalWrite(LED_LIGHT,HIGH);
 else
 digitalWrite(LED_LIGHT,LOW);
 // пауза 5 секунд
 Serial.println();
 }
 // проверка нажатия кнопок выбора программ
 for(int i=0;i<COUNT_BUTTONS;i  )
 {
 currentButtons[i] = debounce(lastButtons[i],pinButtons[i]);
 if (lastButtons[i] == 0 && currentButtons[i] == 1) // если нажатие...
 {
 doButtons(i);
 }
 lastButtons[i] = currentButtons[i];
 }
 }
 // при нажатии кнопок
 void doButtons(int but)
 {
 // изменить статус
 statusRelays[but]=!statusRelays[but];
 // изменить состояние реле
 digitalWrite(pinRelays[but],statusRelays[but]);
 }

/* Функция сглаживания дребезга
 * Принимает в качестве аргумента предыдущее состояние кнопки,
 * и выдает фактическое.
 */
 int debounce(int last,int pin1)
 {
 int current = digitalRead(pin1); // Считать состояние кнопки
 if (last != current) // если изменилось...
 {
 delay(5); // ждем 5мс
 current = digitalRead(pin1); // считываем состояние кнопки
 return current; // возвращаем состояние кнопки
 }
 }

Дождевание

Для теплиц распространен полив с помощью дождевальных установок. Лейки для разбрызгивания устанавливаются как сверху, с потолка, так и снизу, с земли.

При таком орошении длина трубопроводов оптимальна. Основное условие для труб — выдержать сильное давление воды.

Головки распылителей могут быть неподвижными или вращающимися. Главное — обеспечить равномерное распределение влаги.

Преимущества дождевания:

• вода разбрызгивается равномерно;
• обеспечивается увлажнение почвы на необходимую глубину;
• питает полезные микроорганизмы в почве;
• в теплице создается комфортный микроклимат;
• обеспечивается полив на больших площадях.

Но у такой системы есть ограничения:

• возможно переувлажнение почвы;
• большая вероятность солнечных ожогов на листьях растений;
• вода используется не вполне эффективно;
• нет возможности внесения подкормок в корневую систему:
• необходим достаточно сильный напор воды.

Емкость

Система автоматического полива простейшей конструкции оборудуется накопительной емкостью для воды. Есть в продаже легкие и удобные пластиковые контейнера для хранения воды. Но вполне сгодится и обычная 200-литровая бочка. Для обеспечения минимального давления воды в системе, емкость желательно приподнять над уровнем земли на 1–1.5 м.

Если нет возможности приподнять емкость над землей, воду из неё можно подавать насосом. Так даже лучше. Если применяется вода из скважины или от общей системы водопровода, ее все равно рекомендуется подогреть. А в емкости она успеет нагреться на солнце и такую воду уже можно использовать для полива. Кстати, ничто не мешает оборудовать даже такую простую систему полива растений блоком автоматики с насосом.

Зачем нужен и где используется

Не все владельцы дачных участков имеют возможность постоянно там находиться. А если в ваше отсутствие хотя бы полив будет автоматизирован, что это дает?

Приведем доводы в полезность таких систем:

1. Экономится время.
2. Повышается урожайность.
3. Своевременный и экономный полив у систем с датчиком.
4. Можно направить воду непосредственно на корни растений.
5. Существенное сокращение сорняков.

Но есть и некоторые неудобства:

1. Установка и настройка всей системы займет время и потребует денежных вложений.
2. Дешевые комплекты могут быстро сломаться.

Как видно плюсов больше. К тому же если постараться и настроить работу качественно, то система будет качественно служить долгое время.

Капельная

Такой принцип не новый и им давно пользуются. Позволяет экономно расходовать воду и ухаживать за растениями. Как пример можно вспомнить последние события в Крыму.

После присоединения полуострова к России Киев перекрыл Северо-Крымский канал. И над земледелием нависла реальная угроза. Большинство поливальных установок пришлось остановить. Раньше орошалось 400тыс. гектаров, теперь осталось примерно 13 тыс. га.

После трех лет шока мелиораторы полуострова нашли выход из положения. Одним из них оказалось капельное орошение. О нем знали и раньше, но оно было скорее диковинкой. Теперь стало нормой. Вода в Крыму есть, но ее мало. Значит выход один – бережное и экономное расходование. Именно это и позволяет сделать капельный полив.

При правильно рассчитанной схеме орошения, вся система может работать в двух режимах:

• автономно;
• с применением электропитания для напорных насосов.

Как работает такая схема?

От собирательной емкости вода по трубопроводу подается к лентам с капельницами. Они расположены с учетом увлажнения корневой системы растений. Вода дозированными каплями увлажняет корневую систему не полностью, а адресно — под каждое растение. Также по этим же трубам может подаваться и жидкая подкормка.

Используя такой принцип полива, израильские агрономы достигают высоких урожаев, при традиционном дефиците воды.

Капельный полив имеет очевидные достоинства:

• при небольшом напоре воды, получается ее экономия (до 30 % если сравнивать с привычном способом орошения);
• вода и удобрения подаются адресно — под каждый отдельный куст, что к тому же не дает разрастаться сорнякам;
• можно реже рыхлить землю.

А если добавить таймер и датчик увлажнённости почвы, то вся система полива может работать в автоматическом режиме.

Есть, конечно, и специальные требования к такой системе. Чтобы не забивались отверстия капельного трубопровода, вода должна быть обязательно чистой. Следовательно, к системе нужно добавить водяную фильтрацию.

Капельная лента

Системы автоматического полива для теплиц могут комплектоваться капельной лентой. Конструктивно — это своего рода полиэтиленовый рукав с отверстиями через заданное расстояние. По этим отверстиям увлажняются корни растений.

• Применяется в тепличных условиях и на открытом грунте;
• Для полива деревьев и огородных культур.

Капельная лента — наиболее бюджетный вариант, но и самый недолговечный. С другой стороны из-за своей простоты она быстро окупаема и к тому же экономична и эффективна. Может применяться в самотечных системах или при небольшом давлении в 1.5 бар.

Выпускается две разновидности:

• ∅ 16 мм. Популярная модификация для небольших площадей орошения, где длина линии не более 250 метров. Большая длина не гарантирует равномерный пролив участка;
• ∅ 22 мм. Используется не так часто, но может равномерно пролить по длине в 450 метров.

При покупке следует заранее рассчитать площадь участка. Чем она больше, тем длиннее лента нужна. И уже от общей длины подбирается и её диаметр.

Капельный полив для теплицы gardena

Данная система автополива в теплице площадью до 24 м². Предназначена для капельного орошения.

• капельницы производства Германия с автоматической регулировкой;
• может одновременно проливать до 40 саженцев;
• возможность установки таймера;

Без специальной подготовки пользователь может самостоятельно собрать эффективную систему.

Классификация автоматических систем полива

Организовать автополив в теплице можно применив одну из четырех типов систем:

1. Внутрипочвенную.
2. Капельную.
3. Дождевую.
4. Бутылочную.
5. Умная теплица.

Принцип организации орошения разный и у каждого есть свои плюсы и минусы.

На нашем сайте подготовлен дополнительный материал о том, как может быть сделана умная теплица своими руками.

Краны

Для систем полива парника применяются несколько разновидностей кранов:

Критерии выбора

О чем стоит позаботиться в первую очередь, если есть намерение организовать автополив в теплице своими руками?

Система должна быть оптимальна рассчитана конкретно под участок полива.

Кроме того, при планировании покупки есть такие нюансы как:

• финансы. Можно затратить минимум средств и соорудить конструкцию орошения, затратив минимум денег;
• делать самому или купить готовую;
• будет ли полив самотечный или напорный с применением насоса;
• мощность и тип насоса;
• надо ли организовать фильтрацию водоснабжения;
• удаленность от подачи воды;
• орошаемая площадь.

Несколько готовых решений

Сложно посоветовать конкретную оросительную систему. Современный рынок предлагает много уже готовых наборов. Каждый садовод должен определиться с покупкой, исходя из особенностей выращиваемых культур и микроклимата в теплице.

В основном в теплицах необходимо настроить систему увлажнения и хорошо бы уровень влажности держать под контролем.

Можно лишь посоветовать, какие функции желательны для оросительной системы:

1. Датчики температуры и влажности.
2. Таймер или контроллер, с функцией автоматического управления поливом.
3. Система фильтрации воды. Желательны дисковые сменные фильтры.
4. Протяженность готового комплекта трубопровода.

В готовых комплектах уже предусмотрены необходимые детали и инструкция по наладке и сборке системы. Поэтому его проще и быстрее подготовить к монтажу и к запуску в эксплуатацию.

Системы автоматического полива для теплиц на алиэкспресс — купить онлайн по выгодной цене

Умная теплица под управлением arduino

Фильтры

Пожалуй, это самый востребованный и нужный элемент. Фильтры помогают избежать засоров в магистрали и в системе разводки.

Различаются на такие разновидности, как:

1. Садовые обычные.
2. Самопромывные.
3. Совмещенные с редуктором, который контролирует давление.

И по конструкции:

• дисковые. Рекомендованы для усложненных систем водоснабжения;
• сетчатые. Эффективны при заборе жидкости из колодца или скважины.

При выборе фильтра нужно ориентироваться на его пропускную способность.

Фитинги

Конечно, чтобы собрать систему водопровода (а система орошения тоже своего рода водопровод) потребуются соединительные элементы — фитинги.

Под этим названием понимают различные элементы. Например, такие как:

• переходники с одного диаметра на другой;
• заглушки;
• соединители;
• тройники.

Шланг со встроенными капельницами

Капельный полив другого типа представляет собой линию трубок со встроенными капельницами (шагом 30–33 см.). Такое расстояние оптимально для создания перекрытия между орошаемыми точечными зонами и гарантирует попадание влаги к корням растений.

Есть несколько вариантов исполнения:

1. Неразборные и разборные. Разборные подороже, но легче очищаются от загрязнений.
2. Нерегулируемые и регулируемые. Различаются расходом воды. У первых он зависит от давления в системе. У вторых расход воды можно скорректировать.
3. Некомпенсированные и компенсированные. Вторые более эргономичны. В них есть специальная мембрана, которая уравновешивает давление в трубопроводах независимо от того, на каком расстоянии реализована общая подача воды.

Но есть ограничение. Компенсированные капельницы есть смысл покупать для напорных систем. В самотечных они не функционируют.

Схема установки капельниц следующая: специальный шланг укладывают вдоль грядки, а потом напротив каждого кустика врезают капельницы.

Есть возможность с одного выхода из центрального шланга организовать увлажнение сразу несколько кустов — 2 или 4.

• К центральному выходу устанавливается разветвитель;
• К нему через тонкие трубочки подсоединяются капельницы-колышки;
• Капельницы-колышки ставят возле куста с растением.

Плюсы системы:

1. Работают при большом напоре (до 6 атм.) воды.
2. Долговечна.
3. Расположение капельниц. Их можно устанавливать даже в том случае, если растения рассажены хаотично.

Единственный недостаток — усложненный монтаж.

Шланги

В вариантах и с лентой и с выносными капельницами важно качество шлангов. Естественно, что неочищенная вода будет забивать и сам шланг и капельницы. Кроме того, изнутри есть большая вероятность образования зеленых водорослей. Это ведет к уменьшению проходного сечения шланга.

Можно порекомендовать двухслойные шланги от Rain Bird серии XF. Таким образом, достигаются три цели:

• сама конструкция такова, что засора капельниц не произойдет;
• внутренний слой выполнен с содержанием чёрного углерода, который предотвращает образование зеленых водорослей.
• могут работать и в самотечном режиме и под давлением до 4.5 бар.

Перед тем как сделать автополив в теплице, необходимо приобрести такие элементы как:

1. Краны.
2. Фитинги.
3. Фильтры.
4. Емкость.

Заключение

Обустроить систему для полива не сложно. Если проявить интерес и фантазию собрать ее можно даже и из подручных материалов. Но зато своя автоматическая система капельного полива облегчит уход за грядками при значительной экономии воды.

Если установить весь комплект системы орошения, то можно если не избежать, так значительно увеличить качество выращиваемых культур.