Підвищення ефективності керування мікрокліматом в спорудах захищеного ґрунту

Abstract

Мета даної роботи полягає у підвищення ефективності керування мікрокліматом у спорудах захищеного ґрунту. В роботі проведено огляд літератури на цю тему, а також проаналізовано існуючі методи та засоби контролю мікроклімату в спорудах захищеного ґрунту. На основі отриманих даних розроблені рекомендації щодо підвищення ефективності управління мікрокліматом у таких спорудах. Під час розробки створена робоча модель системи з використанням платформи Arduino Nano. Об'єднане керування функціями виконавчих пристроїв на одному мікропроцесорі розширило можливості використання системи і зменшило її вартість. Розроблені функціональна та принципова електричні схеми, вибрані елементи системи, виготовлена друкована плата для монтажу елементів системи, а також створений і протестований експериментальний зразок автоматизованої системи керування мікрокліматом в спорудах захищеного ґрунту. У зв'язку зі зростанням попиту на сільськогосподарські культури і розвитком аграрного напрямку, виникає необхідність у автоматизації процесів вирощування рослин протягом усього року за допомогою теплиць як в загальнодержавному секторі, так і в малих господарствах та садибах для власного використання. Прості теплиці з сонячним обігрівом на присадибних ділянках не завжди можуть надати необхідну увагу важливим аспектам, що може призвести до стресу рослин. Відповідно, рослини можуть переохолоджуватися вночі або перегріватися вдень під сильним сонцем. Особливо негативний вплив спостерігається в теплицях, які знаходяться на садових або городніх ділянках, що далеко від місця постійного проживання власників. Тому автоматизація процесів вирощування рослин в закритому ґрунті з використанням методів забезпечення необхідного мікроклімату та своєчасного поливу є надзвичайно актуальною в аграрному світі.

The purpose of this study is to develop and test measures to improve the efficiency of microclimate management in protected ground structures. A literature review on this topic was conducted, and existing methods and means of microclimate control in protected ground structures were analyzed. Based on the data obtained, recommendations were developed to improve the efficiency of microclimate management in such structures. During the development, a working model of the system was created using the Arduino Nano platform. Combining the control of the functionality of the executive bodies on a single microprocessor expanded the system's use and reduced its cost. Functional and circuit diagrams were developed, system elements were selected, a printed circuit board for mounting the system elements was manufactured, and an experimental model of an automated microclimate control system in protected ground structures was created and tested. Due to the growing demand for agricultural crops and the development of the agricultural sector, there is a need to automate the processes of growing plants throughout the year with the help of greenhouses both in the public sector and in small farms and estates for personal use. Simple solar-heated greenhouses in household plots cannot always provide the necessary attention to important aspects, which can lead to plant stress. As a result, plants can become overcooled at night or overheated during the day under strong sun. This is especially true in greenhouses that are located in garden plots that are far from the owners' place of residence. Therefore, the automation of indoor plant growing processes using methods to ensure the necessary microclimate and timely watering is extremely relevant in the agricultural world.