АВТОМАТИЗАЦІЯ ІНДИВІДУАЛЬНИХ ТЕПЛИЦЬ
Автоматизація індивідуальних теплиць, що особливо знаходяться на значній відстані від місць постійного проживання, не забаганка і не данина моді, а об'єктивна необхідність, пов'язана з умовами експлуатації. Як захистити рослини від поворотних заморозків? Звичайно, можна включити в теплиці будь-який нагрівальний пристрій. Але хто його вимкне, якщо вдень буде сонячна погода? І як поповнити запаси вологи у ґрунті, якщо теплиця залишається безконтрольною протягом принаймні тижня?
Ці питання не можна вирішити без елементарної автоматизації. Отже, першочерговими завданнями автоматизації є: керування системою опалення повітря або ґрунту для захисту рослин від поворотних заморозків, керування системою вентиляції та полив рослин.
Перш ніж вибрати схему керування та обладнання для автоматизації теплиць, необхідно спочатку визначити характеристики об'єктів керування. В індивідуальних теплицях можуть бути змонтовані системи опалення повітря та ґрунту, кватирка або спонукальна вентиляція, ємності для періодичної подачі води.
Системи, опалення грунту, як правило, можуть бути двох типів: з електро-обігрівом нагрівальним проводом та повітряні з циркуляцією теплого повітря по трубах. У першому випадку нагрівальний дріт включається за допомогою магнітного пускача або тиристорного ключа, у другому магнітний пускач або проміжне реле включає вентилятор. При використанні нагрівального дроту керування системою опалення здійснюється від будь-якого двопозиційного терморегулятора. Вентилятор ґрунтового опалення у системах з акумулюванням тепла (теплиця Н. І. Гаврилова) працює постійно.
Як обігрівач повітря в індивідуальних теплицях використовуються різні електронагрівальні пристрої іопалювальні прилади, що працюють на газоподібному або рідкому паливі. Автоматизувати роботу всіх нагрівальних приладів в індивідуальних теплицях неможливо, хоча б з міркувань техніки безпеки. Тому всі газові або рідкопаливні нагрівачі необхідно включати в ручному режимі. Електронагрівальними пристроями можна керувати, як і при обігріві ґрунту, будь-яким двопозиційним терморегулятором.
В якості терморегуляторів можна використовувати такі серійні регулятори, як ПТР, ДТКБ-45, TJ1-3 та ін. і т. д. Діапазон регулювання температур 0-48 ° С, напруга живлення 220 В, комутована потужність активного навантаження 0,04 - 1 кВт, тобто регулятор може безпосередньо включати та вимикати електронагрівач потужністю до 1 кВт. Продається регулятор у магазинах "Природа", вартість його 13 руб.
Простий терморегулятор можна зробити своїми руками. Одна з конструкцій описана у журналі "Зроби сам" [8]. Терморегулятор (рис. 55) виконаний на двох транзисторах VT1 типу МП1бБ/(МП25, МП42) та VT2 типу МП37Б. Як вихідний пристрій використовується реле РЕМ-10 (паспорт РС4.524.302). Напруга живлення регулятора 12 В, як датчик температури застосований терморезистор ММТ-4 опором 4,7 К.
Не менш важливим завданням у індивідуальних теплицях є вентилювання. При виборі схеми автоматики необхідно вирішити питання методах вентиляції. Якщо теплиця обладнана електровентилятором, автоматизувати процес провітрювання не складно. Варто лише застосувати будь-якийдвопозиційний терморегулятор. Щоправда, у деяких регуляторах, наприклад типу TJ1-3, включення навантаження відбувається за зниження температури об'єкті. Щоб вентилятор працював у необхідному режимі, між ним та терморегулятором потрібно увімкнути проміжне реле, що забезпечує інверсію сигналу терморегулятора.
Якщо теплиця обладнана кватирками, необхідно насамперед забезпечити їх електроприводом. Як електропривод можна використовувати електромагніти або електрорухові виконавчі механізми. Пристрій електромагнітного приводу описано у журналі "Зроби сам" [8]. Як електроприводи можна використовувати промислові приводи типу ПР-1М потужністю 50 Вт або приводи для обертання новорічних ялинок, що є у продажу. Оскільки електропривод виконаний на базі реверсивного електродвигуна, необхідно вмикати його через проміжне реле, забезпечуючи два сигнали керування. Одна з можливих кінематичних схем відкриття кватирок і схема керування приводом представлені на рис. 56.
Слід зазначити, що електропривод працює надійніше, ніж електромагнітний. Це пов'язано з невисокою швидкістю процесів відкривання та закривання кватирок та зі значно меншими динамічними навантаженнями на конструкції.
Значно простіша вентиляція теплиць вирішується при використанні терморегуляторів так званої прямої дії. У цих регуляторах власне терморегулятор та виконавчий механізм об'єднані в одному пристрої. Досягається це тим, що регулятор використовується ефект об'ємного розширення рідини (технічного масла) при нагріванні. Відповідний підбір об'єму робочого циліндра та кінематичної схеми дозволяє отримувати необхідні зусилля та хід при відкриванні фрамуг. Регулятори такого типу випускають ПО "Уралмаш" та кооператив"Регулятор" у Петрозаводську. Зовнішній вигляд та основні характеристики регулятора ПЗ "Уралмаш" представлені в журналі "Нові товари" [21]. Ціна регулятора 28 руб.
Терморегулятор "Тюльпан", що випускається кооперативом "Регулятор", є циліндром діаметром 60 і довжиною 450 мм, заповнений одним літром технічного масла. Нагрівання олії викликає переміщення штока-поршня, робочий хід поршня 170 мм, зусилля 500-600 Н (50-60 кгс). Регулятор налаштований на температуру початку відкривання 20-25°С. Габаритні та настановні розміри регулятора "Тюльпан" показані на рис. 57.
Необхідно зауважити, що простота і надійність регуляторів прямої дії, їх невисока вартість безсумнівно заслуговують на рекомендації щодо їх використання в індивідуальних теплицях. Однак слід пам'ятати, що регулятори такого типу мають значний диференціал спрацьовування. Розкид значень температури відкривання та закривання кватирки може досягати 5 ° С і більше. Тому, якщо потрібна більш висока точність регулювання, слід віддати перевагу електронним регуляторам.
Мал. 58. Автоматичне вентилювання теплиці за способом Г. І. Іванова: 1 – конструкції теплиці; 2 - герметична судина; В – шланг; 4 – камера; 5 – резервуар; 6 – вода; 7 – пластина; 8 -
Тяга; 9 - кватирка
Є ряд розробок регуляторів прямої дії, в яких як робоче тіло використовується повітря. У конструкції регулятора Г. І. Іванова [22] фрамуга відкривається завдяки підйому гнучкого резервуара (автомобільної камери), сполученого з герметичною посудиною, укріпленим у верхній зоні теплиці (рис. 58). Гнучка посудина поміщена в бочку з водою, при розширенні повітря вона збільшується в обсязі і спливає, відкриваючи фрамугу. Дещо відрізняється по конструктивномувиконання регулятор, описаний у [23]. У цьому регуляторі фрамуга відкривається завдяки моменту, який створюється перерозподілом маси води у двох ємностях при розширенні повітря. Принцип дії регулятора зрозумілий з рис. 59.