Виды гидропонных установок, которые можно автоматизировать
Собственно, подключить систему автоматического управления можно к любой гидропонной установке. Все они нуждаются в подсветке, контроле качества питательного раствора и т. д. Чаще всего используются две разновидности:
- системы DWC, когда корни растений погружены в питательный раствор и непрерывно подучают из него необходимые вещества;
- системы NFT, у которых подача раствора происходит по нижнему уровню емкости, а сверху уложен слой субстрата. Подача питательных веществ происходит с помощью капиллярного всасывания жидкости субстратом, и некоторую часть жидкости непосредственно всасывают нижние участки длинных корней.
Все остальные разновидности являются вариантами этих двух систем. Исключением можно назвать капельный полив, но эта методика универсальна. Ее с одинаковым успехом используют не только в гидропонике, но и при выращивании растений на открытом грунте.
Необходимо учесть, что большинство гроверов выбирают DWC, или метод водных культур. Он проще, все растения находятся в одинаковых условиях, контроль за их состоянием более эффективный.
Параметры, которые нуждаются в автоматическом управлении
Системы автоматизации могут обеспечить регулировку важных параметров гидропонной установки:
- уровень питательного раствора;
- состояние субстрата (влажность);
- плотность раствора (CE);
- температура питательной среды;
- кислотность (уровень pH).
Все эти процессы требуют регулярного (если не постоянного) контроля и отнимают у растениевода массу времени. Использование автоматики помогает решить вопрос силами специальных технических средств, освобождающих людей от многих забот. При этом, не обязательно использовать сразу все возможные устройства — можно ограничиться лишь некоторыми из них, решающими наиболее важные проблемы. Например, уровень или температуру раствора вполне можно контролировать с помощью автоматики, а плотность и кислотность проверять вручную.
Еще одна функция, которую можно автоматизировать — это подсветка. Непрерывное освещение растений нежелательно и даже вредно. В большинстве случаев используют временные интервалы 12-18 часов подсветки, остальное — отдых. Суточный интервал сна для растений не менее необходим, чем для людей. Чтобы не включать/выключать подсветку каждый день вручную, можно установить достаточно простое устройство — таймер. Его можно запрограммировать на определенный режим, обеспечивающий оптимальный микроклимат для рассады, цветов или взрослых растений.
Необходимо учесть, что освещение выполняет дополнительную функцию обогрева. Особенно отчетливо она проявляется в гроубоксах, в замкнутых помещениях. Поэтому, освещение часто приходится плотно совмещать с вентиляцией — это позволяет поддерживать оптимальную температуру, исключить перегрев и пересушивание растений.
Элементы автоматизации
В гидропонных установках могут быть использованы разные устройства, управляющие определенными функциями или системами:
- приборы управления влажностью и температурой;
- контроль уровня раствора;
- управление поливом;
- устройства автоматизации питания растений.
Кроме этого, в продаже есть растворные баки с автоматизацией подачи концентратов, удобрений, стимуляторов и прочих веществ. Здесь же имеются встроенные регуляторы pH и EC, а также датчики уровня. Такие баки могут быть интегрированы в комплексные гидропонные системы (RDWC), или использоваться в качестве самостоятельных источников питательного раствора.
Рассмотрим несколько приборов, которые можно использовать для управления гидропонными системами:
Комплексные решения
Существуют готовые аппаратные комплексы, способные взять на себя все вопросы обеспечения микроклимата и подачи питательных веществ для гидропонных установок. Примером таких решений может служить комплекс OverGrover. Это компьютерная система, обеспечивающая контроль за всеми функциями гроубокса. Для этого у нее есть 8 датчиков, собирающих показатели питательного раствора, контролирующих температуру, влажность и другие параметры.
Комплекс поддерживает несколько климатических зон, что позволяет создавать отдельный микроклимат для разных растений. При этом, каждый выход прибора можно перенастроить под управление той или иной функцией гроубокса. Кроме того, систему можно подключить к любой гидропонной установке. Гибкая система адаптации позволяет легко встроиться в любую методику и работать с разными видами растений.
Есть и другие комплексные решения:
Привести полный перечень готовых блоков управления невозможно — их очень много, в продаже постоянно появляются новые разработки. Их можно использовать для гроубоксов с разными методами работы, управлять любыми функциями или устройствами.
Самодельные управляющие комплексы
Для управления гидропонной установкой могут быть использованы самодельные управляющие системы. Они мало уступают готовым комплексам, а зачастую намного опережают их по своим возможностям. При этом, стоимость таких приборов в десятки раз ниже, чем у готовых устройств.
Подавляющее большинство самоделок создано на базе электронных модулей Arduino. Это недорогой мини-компьютер, способный выполнять массу программ (в данном случае они называются скетчи). Возможности оборудования на базе таких модулей практически безграничны, учитывая специфику гидропонных систем. С помощью одного блока управления можно организовать управление абсолютно всеми системами и функциями гидропонных установок.
Однако есть проблема, возникающая на стадии изготовления управляющего блока. Здесь надо быть в теме — знать специфику и правила работы с Arduino, уметь писать программы и вводить их в устройство. Кроме этого, необходимо иметь техническую подготовку и обладать базовыми знаниями о работе устройств. Например, как подать питание или скорректировать режим работы каких-либо систем гроубокса. Если такой подготовки нет, придется пользоваться готовыми программами. При этом, если возникают какие-либо проблемы, придется обращаться к знающим людям (если есть такая возможность).
Проще всего приобрести компоненты Arduino в известном интернет-магазине Aliexpress. Цены на отдельные модули удивляют — большинство устройств стоят 300-600 ₽. Плата разработчика стоит чуть меньше 1000 ₽, а полный комплект для программирования, включающий необходимые элементы, шлейфы, соединения и т. п. — обойдется в 2300 ₽.
О методике изготовления управляющего блока можно найти подробные инструкции в сети. Например, можно посмотреть видеоролик в котором все очень четко и доступно объясняется на реально действующем гидропонном модуле. К данному видеоролику есть текстовая страница, в которой приведены необходимые разъяснения и дан набор программ.
Вопросы и ответы
Задача автоматизации гидропоники — весьма сложная и разносторонняя проблема. Часто ее решение ставит в тупик растениеводов, не имеющих опыта в использовании подобных устройств. Рассмотрим наиболее частые вопросы, возникающие у новичков при рассмотрении вопроса автоматизации управления гидропонными установками:
Да, можно использовать только 1-2 прибора, решающих наиболее насущные вопросы. Это дешевле, чем сразу тратить сотни тысяч рублей на покупку полного блока управления.
Выбор типа автоматики — прерогатива владельца гроубокса. Если он может исключить какие-то приборы и обойтись простыми средствами — тем лучше.
Да, поддерживает. Возможности блоков управления весьма широки, и увеличение объема гроубокса или добавление емкостей для рассады не станет проблемой. Однако придется изменить некоторые настройки и расширить бак для питательного раствора.
В руководствах все действия описаны весьма подробно, вплоть до рекомендаций, куда и какой проводок следует присоединить. Однако дать 100-процентную гарантию успеха в данном вопросе не сможет никто — ошибки могут подстерегать в любом месте. Единственным аргументом, способным победить любые сомнения, станет сопоставление цены готовых элементов управления со стоимостью комплекта разработчика Arduino.
В большинстве случаев используемая автоматика просто перенастраивается на новый лад. Приборы разработаны так, что метод гидропоники практически не имеет значения — в любом случае используется питательный раствор, имеющий свои показатели.
