Arduino DUE. Контроллер теплицы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

То, что у Вас ничего это уже намного больше чем у меня. там не все так однозначно, надо и с форточками что то делать, и вентилятор, выдува горячено воздуха, если закроемся Т подскочит придется еще сильнее влажность увеличивать, система с капельницей это если все другие способы не работают. или как. Нам еще и с избыточной влажностью бороться. Надо я как понимаю определить ДДВП и для улицы, а потом по дельте дефицитов либо проветриваем либо нет.

 

Если честно, не совсем понимаю, как при уличной температуре 35 и влажности 10-15 удержать в теплице 85% даже если после капельницы температура воздуха упадет на 10 и на выхлопе будет 100 %.

 

Ну вы же понимаете что автоматическое регулирование это не то что включился ИМ - значит всё работает. Это значит что только контроллер работает, а А. Р. - это когда силовое оборудование удерживает параметры в заданных пределах.
Графики позволяют вам отслеживать насколько успешно регулирование, но если у вас параллельно с данным испытательным модулем будет работать ещё что-то, то оно будет изменять параметры, внося искажения.
С форточками и вентиляторами можно (вернее, нужно) поступить до смешного просто - отключить их на фиг на время испытания. Мало того, желательно и экраны затеняющие убрать, дабы испытать истинную силу. противостояния этой системы охлаждения испепеляющему действию солнца и определить максимальное водопотребление.
А что такое страшное может произойти? Как то довольно странно - мы пытаемся вместо слабых средств регулирования сделать сильные и боимся не погорит ли всё. В идеале испарительная система делает прочие механизмы регулирования ненужными.
А избыточной влажности никакой и не будет, мы же её сами поддерживаем в нужных пределах.

 

Нам как раз именно это и требуется, чтобы испарения уходили на улицу. Система испарительного охлаждения работает хорошо только в том случае, когда на улице жарко и сухо. И обязательно должно быть что-то открыто, если теплица будет закрыта наглухо, то баня получится: в начале испарения температура упадёт, влажность быстро вырастет до 100% и СИОД перестанет работать. Температура быстро вырастет до прежних значений и мы получим высокую температуру при 100%-й влажности.
Но у нас через испарительную панель сосётся воздух снаружи, внутри панели интенсивно испаряется влага, сильно снижая температуру в процессе фазового перехода, затем тянется вентилятором через теплицу и выбрасывается наружу вместе с поглощённой энергией.
В результате, ОВ внутри поддерживается постоянной на заданной вами уровне, а температура снижается.
Короче, если теплица герметично закрыта - СИОД работает на повышение влажности, если открыта - на снижение температуры, поэтому её так и назвали: Система Испарительного Охлаждения и Доувлажнения.
Собственно, эта система и без вытяжного вентилятора должна работать, если открыто хотя бы одно окно, влага там долго не удержится при значительной разнице парциальных давлений паров воды внутри и снаружи.

 

Спасибо, все встало на свои места.

 

Всё верно, так можно регулировать влажность: снижаете скорость вентилятора или призакрываете форточки - пары воды дольше задерживаются в теплице, температура и влажность растут. Так можно создавать высокую влажность, нужную росткам в первые дни на стадии прорастания весной, снижение температуры в это время не актуально.

 

В контроллер, для определения требуемой влажности занес формулу, Ваше мнение.
Vlag_IN_DDVP = 70-growing_day/3 + 1.346*(temp_IN - 17);

 

Наверное правильнее писать не DDVP, а что-то типа HD, посмотрите на график внимательнее, там используется не давление водяных паров, а дефицит влажности.
А во вторых, я не программист и с Си незнаком, немножко освоил только Ардуино, и то лишь в той степени, в которой требовалось по ходу дела. Короче, я не понимаю для чего там growing_day/3.
Но определить какой должна быть влажность при заданной температуре само по себе проблему регулирования ещё не решает, ведь нужно ещё выбрать какую температуру выгоднее всего поддерживать. Есть известный график зависимости фотосинтеза от температуры:

Из этого графика видно что лучше всего поддерживать температуру от 20 до 25*С. Выше 25*С фотосинтез хотя и держится на максимуме, но дыхание (а это разложение продуктов фотосинтеза) отжирает назад его плоды.
Есть понятия брутто-ФС и нетто-ФС, Нетто на данном графике отражает длина вертикальных линий и видно что она максимальна в диапазоне от 20 до 25? С, значит температуру надо стараться удерживать именно в этом диапазоне.
Но тогда, казалось бы, вы могли бы сказать: так что ты нам голову морочишь своим дефицитом влажности - всему этому диапазону отвечает примерно одинаковая влажность - 75%, достаточно всегда её поддерживать и не надо ничего знать о всяких там дефицитах влажности.
Так, да не так. Во первых, чем выше температура, тем больше расход воды и тем дороже продукция. Во-вторых, мощности СИОД может не хватить чтобы снизить температуру до такой степени,. В третьих - способность СИОД охлаждать зависит от наружной влажности воздуха.
Ну и т. д. Короче, держать температуру в 20-25*С выгоднее всего для максимального ФС, но это по разным причинам далеко не всегда достижимо, поэтому алгоритм должен уметь оценивать ход процесса и адаптироваться под физические и экономические ограничения.
В общем, оптимальный алгоритм может определиться только в процессе испытаний конкретной системы.

 

Итак, если я правильно понял, держим заданную температуру (увлажняем по формуле), если не можем удержать, вслед за растущей температурой тянем влажность. Пока полностью алгоритм не прорисовывается. короче надо все обдумать.
growing_day - день выращивания культуры. используется в расписании.

 

Понятно. Теряется смысл в покупке контроллера с экраном за 13 т. р, так как ваш исполнительный модуль это контроллер. Фактически, у вас на фото, самодельный Sonoff на 16 портов.

 

Не совсем так, контроллеров (которые принимают решение: климат, полив, связь Mesh сети с сетью WiFi пользователя) может быть несколько, как же как и исполнительных может быть не один, можно сконфигурировать например модуль полив и исполнительный физически на одной ESP32. У меня так собран модуль полива и исполнительный для подготовки и внесения удобрений. Контроллеров в системе несколько, модули можно подключать в контроллере по своему усмотрению (главное чтоб портов хватило, а их в ESP32 не так уж и много.

 

Сомневаюсь что его можно прояснить чисто умозрительно, его надо формировать в ходе испытаний, поэтому лучше пока ничего не добавлять, не до фаз развития.
Я уже начинаю жалеть что затеял переделку теплицы и строительство печки, сейчас бы попробовал сделать рамку в торце теплицы величиной с дверь, заполнил бы керамзитом и попробовал продувать. Ранее пробовал форсунки с мелким распылом (фоггеры), действительно быстро снижали температуру на 8-10*С, секунд за 10-20 распыла, восстанавливалась за несколько минут, влага мало изменялась.

 

Как то запутано, для чего плодить сущности? И непонятно для чего нужна MESH сеть в теплице? У вас огромная теплица и сигнал вай-фай от крайнего устройства не добивает до маршрутизатора?

Не понимаю о каких портах идёт речь? Почему нельзя модули (это ведь реле с есп?) к контроллеру по воздуху подключить?

Всегда можно добавить расширитель портов.

 

Привет всем!
Небольшая история создания контроллера теплицы. Надеюсь в ней вы найдете ответы и на эти вопросы.
Судя по форуму, началась она в далеком 2016 году (https://www.forumhouse.ru/posts/14653121/).
Я к этому проекту подключился несколько позже. Изначально в системе применялся контроллер Mega2560 и двухстрочный дисплей с переключением меню энкодером. К этому моменту ресурсов Мега было уже в недостаточно. Я предложил применить контроллер DUE и семидюймовый TFT дисплей.
Эти изменения придали новый импульс проекту. С каждой новой версией контроллера возможности системы увеличивались, а надежность возрастала. При проектировании нового контроллера учитывались ошибки и нюансы предыдущих вариантов.
В это же время пользователи форума и немногочисленные покупатели требовали добавлять разные новые функции системы. Так было добавлено по 3 канала отопления для северных теплиц, а для южных по 3 канала штор, разных вентиляторов и увлажнителей (разбрызгивателей). Также модернизировались существующие и добавлялись другие возможности системы. Добавились локальный сайт, сайт в интернете, программа для смартфона. Нужно сказать, что одинаковых теплиц не существовало, каждый "лепил" руководствуясь из своих соображений и возможностей. В результате остро стал вопрос создания возможности индивидуальной настройки системы под свои тепличные творения. Не все понимали что такое Ардуино и не многие умели программировать. Оно и понятно - все таки выращивание овощей немного другая профессия. Поэтому был создан конфигуратор на персональном компьютере, который упростил настройку системы под свои требования.
Не скажу что все сразу получалось и не встречало сопротивления, но все же все было сделано.

В результате система получилась не только с большими возможностями. но и большой себестоимостью.
Почему большая себестоимость? Новые задачи требовали увеличения дополнительных аппаратных ресурсов. Для увеличения таких ресурсов были два варианта. Первый - дополнительный модуль (исполнительный или датчиков). Внешний модуль так же стоил денег, к тому же подключить его в систему было достаточно сложно для простого пользователя. Для регистрации модуля его нужно было демонтировать, физически подключить к контроллеру и выполнить регистрацию. Это очень неудобно и не всем под силу.
Второй вариант - просто установить микросхему расширителя портов и разъем на 20 pin.
При этом нужно иметь ввиду, что и для индивидуального модуля нужно проложить провод питания.
Зачем тогда городить огород если к клапану или актуатору также нужно проложить провод питания.
Спрашивается, зачем тогда все эти сложности с внешними модулями, все равно в обеих случаях нужно прокладывать провод. Я не говорю о варианте, когда объект находится на значительном удалении.
Учитывая, что себестоимость получилась высокая, были разработаны версии контроллера от "микро бюджетного" до "макси". Но нужно учитывать менталитет нашего покупателя. Если есть вариант с максимальными возможностями - приобретаем по максимуму. В результате контроллеры с "меньшими" параметрами никого не заинтересовали.
Учитывая все это, я решил изучить вариант многомодульной системы на Mesh сетях. Рассматривается возможность применения не только для управления теплицей но и в других областях.
Что из этого получится пока не понятно. В минимальном применении, себестоимость может быть не очень большой. Но при увеличении требований к системе, дешевле будет применить "стандартный" контроллер теплицы, так как увеличение количества внешних модулей усложнит управление системой и что важно, будет дороже стандартного контроллера. Но что то делать нужно, отрицательный результат, тоже результат. Что то полезное из этого опыта можно будет применить в будущем.

 

Хорошо, давайте по порядку. Все что у меня сделано можно сделать на одном контроллере с расширителями портов. У меня есть версия распределенной системы как через роутер, так и с использованием Mesh сети, пока тестировал дома с проводным роутером все было ок, даже очень ОК.
В саду проводного инета нет и все вертится через роутер с USB 3G модемом, (tp-linc TM-MR3020) это один из немногих роутеров который прикидывается телефоном и с ним нет проблем с раздачей инета в Теле2, но эта машинка время от времени глючит, и вся сетка разваливается, все перезагружается раза 2 в день, короче не гуд. Mesh самостоятельная сеть и с роутером связана через модуль Mesh-WiFi, этот модуль заодно и метеостанция.(со связью разобрались)
Модуль полив стоит физически в бане, рядом с насосной станцией, его задача, контролировать работу станции (температура двигателя, расходомер), и управление узлом подготовки удобрений (4 перильстатических насоса на шаговых двигателях). От станции до теплиц метров 30.
В теплицах по 3 зоны полива + кусты (всего 8зон) тащить провода к клапанам, как то не очень. ставим исполнительный модуль на 8 зон., кроме того, есть еще еще 3 таких точки по огороду. (3*8=24).
Модуль климат стоит в каждой теплице, сенсорные в каждой теплице, но в разных местах. Модуль климат управляет 4 форточками на ШД +2 тэна и вентилятор, все ИM можно подключить через внешний исполнительный модуль (если это удобно при монтаже)

Зачем, конструктивно все модули собраны на одной и той же плате, имеют одну общую прошивку, полностью взаимозаменяемы,(сегодня ты полив, а завтра климат или метеостанция). Принцип имеем много (столько сколько надо пользователю) маленьких дешевых контроллеров заместо одного большого но дорогого. Всегда можно расширить систему, построить новую теплицу, разбить новые или перенести грядки, поменять культуры, при этом ни чего перепрошивать не надо, просто поставил модуль, подал на него питание, отправил команду с типом и номером и с какими ему модулями работать вот и все, он в системе. Для пользователя это несколько кнопок на экране смартфона.