Автоматизация полива стеллажной системы с гидропоникой
«Автоматизация полива на сити-ферме играет ключевую роль в поддержании оптимального уровня питания для растений, что обеспечивает их здоровый рост и развитие, а также позволяет экономить время и ресурсы, снижая риск человеческих ошибок». Александр Гришанович, ведущий инженер по системам автоматизации LedFarm.by
О компании
LedFarm.by — это команда профессионалов. Основное направление деятельности - разработка систем освещения, стеллажных систем, систем автоматизации, а также проектированием и строительством сити-ферм. Компания LedFarm.by сравнительно молодая, но уже активно сотрудничает с крупными сити-фермами на территории РФ и РБ.
Сити-ферма «Реки» в Минске была запущена в начале 2024 года. На стеллажах выращивают разные виды салатов и другую зелень. Площадь помещения составляет 100 м², площадь выращивания – 115 м².
С контроллером Wiren Board ведущий инженер Александр Гришанович познакомился, когда искал достаточно простую в программировании многофункциональную систему, которую можно гибко подстроить под свои нужды.
Задачи и проблемы
На сити-ферме можно выращивать зелень в городских условиях без плодородного грунта — это инновационный вид сельского хозяйства. Благодаря применению технологий гидропоники в совокупности с системами автоматизации возможно регулярное питание растений минеральными веществами. К тому же такой способ выращивания позволяет сократить расходы на уход и доставку продукции, делая ее более доступной и свежей для потребителей.
Условия выращивания на сити-фермах повышают качество продукции, а также дают возможность выращивать большое разнообразие растений в условиях городской среды и предлагать их на местном рынке.
Было принято решение разработать и реализовать на сити-ферме автоматизированную систему водоподготовки, полива, смешивания компонентов и перемешивания раствора.
Решение
Все начинается с системы водоподготовки. В воде довольно много железа и других примесей, поэтому на первом этапе очистки используют ионообменную смолу. Второй этап — мембрана обратного осмоса. Кроме того, подобное двойное решение экономит ресурс дорогой мембраны. Затем из очищенной воды нужно приготовить раствор, то есть добавить питательные вещества. Для этого в отдельных емкостях по 50 л замешивают два концентрата A и B — хватает их на две недели. Смешивать концентраты заранее нельзя, так как появляется осадок.
Четыре линии стеллажей для взрослых растений, а также линия для рассады оснащены баками, где хранится уже смешанный раствор для полива. Полив выполняется четыре раза в день. Каждый день в шесть утра идет доливание в баки раствора. Как раз успевают пополнить баки к первому поливу в восемь утра.
Включается насос — он прокачивает подготовленную воду через модули Dosatron, которые подмешивают концентрированный раствор. Поочередно открываются клапаны нужной линии. Когда клапан линии открыт, в ее бак поступает раствор. Внутри есть поплавок, он поднимается по мере наполнения бака и при полном уровне блокирует поступление раствора, насос останавливается (своя автоматика). Клапан этой линии закрывается, открывается клапан следующей — и так по всем линиям.
У каждой линии тоже есть насос. Сначала он работает какое-то время по внутреннему контуру, то есть размешивает раствор в баке. Когда наступает время полива, открывается внешний контур линии, раствор проливается через лотки.
Кроме того, в каждом баке вручную контролируется уровень pH и TDS: если концентрацию нужно снизить, то подмешивается вода. Конечно, можно добавить автоматизацию и здесь. Например, установить прибор поддержания концентрации солей и pH-раствора. В итоге можно более точно поддерживать состав раствора и повысить урожайность.
Электрические клапаны и насосы подключены к 6-канальным модулям реле WB-MR6CU v.2. За автоматизацию отвечает контроллер Wiren Board, сценарии полива и смешивания растворов написаны на wb-rules.
Небольшой совет: при работе с гидропоникой не помешают датчики протечки. Достаточно докупить модуль WB-MWAC V.2, после чего интегрировать в сценарии.
Преимущества
На сити-ферме «Реки» успешно развернута система автоматизации полива, смешивания компонентов и перемешивания раствора, есть автоматизация освещения. Ферма выращивает несколько видов салата и другой зелени, которые отправляются прямиком в рестораны Минска, остатки — на местный фермерский рынок.
В планах на будущее:
- Развитие сити-фермерства в контексте оптимизации производства: развитие систем микроклимата, питания, освещения, автоматизации.
- Проведение новых экспериментов по выявлению наилучших условий для роста и развития растений.
- Разработка и строительство новых сити-ферм (стационарных и модульных), а также разработка стратегий по их обслуживанию.
- Предложение готовых решений для тех, кто хочет иметь у себя сити-ферму без лишней головной боли.
В ассортименте компании Wiren Board есть устройства для решения любой задачи автоматизации объектов сельского хозяйства: датчики климата, счётчики электроэнергии, модули защиты от протечек, диммеры светодиодных лент и ламп, мощные реле для светодиодного освещения, модули дискретных входов-выходов и т.д.
Компания Wiren Board даёт на всё оборудование двухлетнюю гарантию с заменой оборудования без предварительной отправки в сервисный центр, а инженеры технической поддержки готовы помочь в решении как типовых, так и нестандартных задач.
Дополнительные материалы
- Автоматизация сити-фермы
- Автоматизация теплиц и стеллажных систем выращивания растений
- Как сделать автоматический полив: грунт и гидропоника
Прочее