گلخانه هوشمند خانگی

هوشمند سازی گلخانه را در مطالب قبل گفته ایم . برای مراجعه به آن اینجا را کلیک کنید.

خلاصه

نیاز مردم و کره زمین به آب و بهینه سازی در مصرف اب دلیل اصلی برای نیاز به هوشمند سازی به خصوص در زمینه کشاورزی و گلخانه هاست . فرآیند پیچیده و نیاز به در نظر گرفتن چندین عامل مهم در زمینه هوشمند سازی گلخانه ها در این مقاله ارائه شده است .

سیستم آبیاری اتوماتیک مبتنی بر محاسبه تغییرات مختلف لازم در فضای سبز با استفاده از بی سیم ، شبکه حسگر و استفاده از سرویس دهنده وب و سرویس گیرنده وب برای کنترل و نظارت از موارد لازم در طراحی و اجرای گلخانه هوشمند می باشد .

سیستم هوشمند سازی گلخانه ها چند ویژگی مهم دارد :

از جمله: سهولت در مدیریت و کنترل موتور شبکه  ودریچه ها ، پنج سنسور سازگار در سیستم طراحی پیشنهادی ، رطوبت خاک ، رطوبت ، دما ، CO2 و سنسور نور ، هر یک از این سنسورها تغییرات محیطی درون گلخانه را اندازه گیری می کنند.

از آنجا که ، آبیاری همیشه با کم کردن نسبت های مختلفی که در اختیار همه سنسورها قرار دارد شروع به کار می کند

برای عملیات مختلف وصل شده است.

 

مقدمه

تقاضای غذا روز به روز در حال افزایش است پس در نتیجه صنعت کشاورزی نیز باید د همین راستا رشد کند تا بتواند پاسخ گوی نیاز مردم باشد . گلخانه ها مکانی هستند که در آن تولید سازمان یافته محص.لات زراعی قرار دارد. استاندار دما ، رطوبت هوا ، شدت نور ، رطوبت خاک ، مقدار دی اکسید کربن و سرعت باد توسط متخصصان بررسی و کنترل می شود . شرایط ایجاد محیط های متنوع در شرایط متفاوت برای هر گیاه ، کاری بسیار سختی ست و نیازمند نیروهای انسانی بسیاری است. محققان برای استفاده از سیستم های مختلف کنترل و نظارت ، سیستم های هوشمند را که سیستم های دستی و قابل حمل هستند را مناسب گلخانه ها دانسته اند . در سیستم های هوشمند پارامترها قابل کنترل هستند و این در نظر گرفته می شود تا با استفاده از پارمترهای ورودی ، انواع نظارت را بر روی  اتوماسیون ، انجام دهند . ( دما ، شدت نور ، رطوبت خاک و مقدار دی اکسید کربن ). در سیستم هوشمند پارامترهای ورودی و خروجی مورد استفاده در کنترل گلخانه در دستگاههای موبایل و تبلتتان نمایش داده می شود . در آخر ، پردازش ورودی و پارامترهای خروجی سیستم اندازه گیری شده و اطلاعاتی درباره این قاعده داده می شود .

سنسورهای مورد استفاده در گلخانه ها

دی اکسید کربن (CO2) گاز اصلی گلخانه ای است که از طریق فعالیت های انسانی ساطع می شود.دی اکسید کربن به طور طبیعی در جو به عنوان بخشی از چرخه کربن زمین وجود دارد.

ارائه مطلوب درجه حرارت نه آسان و نه ارزان است. در گلخانه مقدار قابل توجهی انرژی برای گرم کردن ، تهویه و حفظ درجه حرارت مطلوب استفاده می شود. تنوع گسترده ای از حسگرهای رطوبت خاک برای استفاده در گلخانه وجود دارد.برنامه های تولید و تحقق چنین سنسورهایی می توانند نقش مهمی در بهبود بازی کنند.

آبیاری هوشمند و یکنواختی میزان آب بستر در گلخانه ها  بر اساس استفاده از آب گیاهان می تواند در جهت طراحی سیستم های آبیاری برای مطابقت بهتر با مصرف آب گیاه و نوع گیاه و مکان آن قرار گیرد .

 کیت   Arduino UNO

Arduino   یک کیت است که از میکروکنترلر استفاده می کند تا حس و کنترل بیشتری داشته باشد.  این کیت یک بستر منبع باز با تابلوی ساده و محیط توسعه برای نوشتن است.

گلخانه خانگی

Arduino Uno  از تخته میکروکنترلر مبتنی بر ATmega328 تشکیل شده است. این میکروکنترلر دارای ۱۴ پین ورودی / خروجی دیجیتال می باشد که از از این ۶ مورد می توان به عنوان خروجی PWM استفاده کرد. ۶  ورودی آنالوگ شامل، یک رزوناتور سرامیکی ۱۶ مگاهرتز ، اتصال USB ، جک قدرت ، و یک دکمه تنظیم مجدد.

طرح گلخانه ای پیشنهادی

گیاهان موجود در گلخانه تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند آب موجود در خاک و اقلیم قرار دارند .در این کار ، ما به طراحی و

اجرای شرایط آب و هوایی تحت نظارت و کنترل دستگاه های مختلف ورودی های مختلف (سنسور) و خروجی (موتور) هستند که

از طریق مدار کنترلر (Arduino UNO) به عنوان داده تعیین و به رایانه متصل می شود.

موارد قابل استفاده در گلخانه هوشمند :

 

سنسور رطوبت و دما

سنسور DHT11 برای اندازه گیری مقادیر دما و رطوبت  استفاده می شود خروجی این سنسور دیجیتال است و زمان واکنش بسیار  سریع با دقت وضوح بالا دارد.

 

هومند سازی گلخانه خانگی با زوریل

 

LDR

این سنسور در خارج از گلخانه قرار دارد تا نور “خورشید” را دریافت کند.

همانطور که در شکل (۳) نشان داده شده است شار (شدت نور) دریافت می کند و حلقه بازخورد سرور را حرکت می دهد

تا موتور را به جهت بستن یا باز کردن کرکره باز کند.

 

هومند سازی گلخانه خانگی با خانه هوشمند زوریل

 

حسگر گاز CO2

در این تحقیق ، سنسور CO2 را انتخاب می کنیم. محدوده تشخیص سنسور CO2 است. هنگامی که غلظت CO2 خیلی زیاد باشد ، سیستم طراحی ، کار خواهد کرد. سطح گاز CO2 به گونه ای ثابت شده است كه وقتی از دستگاه كنترل بالاتر از ۳۰٪ می رود

فن اگزوز با نشان دادن رله فعال می شود و در زیر آن عمل معکوس صورت می گیرد.

هومند سازی گلخانه خانگی

حسگر رطوبت

سنسور دیگر سنسور رطوبت خاک ماژول ردیابی برای گلخانه ها بوده است. این ماژول از مزایای مهم در روند آبیاری برخوردار است.

 

هومند سازی گلخانه

همانطور که در عکس بالا مشخص است ، مقدار آستانه تنظیم داده های سنجش سنسور خاک رطوبت شرط بندی شده است

سوپاپ الکترون را در پورت خروجی تغییر می دهد. وقتی خاک خشک شد (کمتر از ۵۰٪) ، دستور را ارسال می کند ، که این دستور برای خروجی پورت و در نتیجه برای کار کردن شیر برقی برای شروع آبیاری می باشد .

شاتر

نور و دمای داخل گلخانه توسط کرکره ای که با استفاده از موتور کار می کند کنترل می شود . مفهوم اصلی تهویه بر اساس نور و دما در سراسر گلخانه استوار است و به محض رسیدن مقدار مجموعه ای از نور به مقادیر مختلف ، دستگاه را برای باز یا بسته شدن شاتر با حرکت servo به زاویه بر اساس مقدار شدت نور  را کنترل می کند.

 

هومند سازی گلخانه با زوریل

کنترل فن

در این طرح پیشنهادی ، اگر درجه حرارت داخل گاخانه از مثلا ۵۰ درجه بالا رود ، هم فن کار می کند تا تا هوای گرم از محیط خارج شود و هم فنی کار میکند تا هوای تازه وارئ گلخانه شود .

 

هومند سازی گلخانه با زوریل

کنترل شیر برقی

یکی از مهمترین مسایل در طراحی گلخانه هوشمند ، سنجش رطوبت خاک می باشد . اگر خاک كمتر از (۵۰٪) خشك شود ، شیر الکترومغناطیسی است و به سیستم دستور می دهد که عملیات رطوبت رسانی و انتقال آب به خاک را انجام دهد.

 

هومند سازی گلخانه با خانه هوشمند