Автоматика для сити-фермы
Автоматизация вертикальных ферм и теплиц становится незаменимым помощником для сити-фермера и агронома. Она необходима для контроля и регулировки всех аспектов выращивания, включая температуру, влажность, освещение и питание. Автоматика увеличивает производительность и эффективность процесса производства на ферме. Сегодня технологии делают возможным выращивание растений в любое время года и в любом месте, что является особенно важным для городских ферм.
При выращивании растений в закрытой среде необходимо создание и поддержание максимально благоприятного микроклимата для растений. Эти параметры очень переменчивы и зависят от многих факторов. Например при увеличении посевной площади на ферме, влагоиспрение тоже увеличивается и влажность воздуха растёт. Избыточная влажность более 85% в невентилируемом помещении приводит к росту плесени и бактериальной среды на ферме. В таком случае автоматика необходима для удержания влажности в нужном диапазоне. Предположим, что необходимо удерживать диапазон от 50% до 70%. Для этого к контроллеру одновременно может быть подключен увлажнитель воздуха, осушитель и активная приточная вентиляция. В зависимости от технического и программного обеспечения, контроллер запускает и выключает климатическое оборудование для увлажнения или осушения воздуха.
Сегодня существует много новых разработчиков и частных компаний, запускающих стартапы, связанные с проектировкой, созданием и внедрением контроллеров для автоматизации ферм по всему миру. Потребность контролировать условия существует на любой ферме, где необходимо включать и выключать освещение, производить полив растений и удерживать параметры микроклимата.
Практически на каждой сити-ферме необходимо использовать контроллер, который возьмёт на себя основную работу по уходу за растениями. Стоимость зависит от задач и количества подключаемого оборудования. Разработчики чаще всего проектируют автоматику на платформах Arduino. Основной набор инструментов управления состоит из включения и выключения освещения, контроля влажности, нагрева воздуха, охлаждения, полива, контроля содержания углекислого газа СО2.
Для гроубокса или небольшого гроурума стоимость контроллера будет варьироваться от 20 до 150 тысяч рублей в зависимости от качества компонентов и начинки. Как правило у них несколько датчиков температуры, влажности, CO2 и полива. Датчики устанавливаются в оранжерее и транслируют параметры окружающей среды в реальном времени. Обычно у любой автоматики есть розетки, в которые запитывается необходимое оборудование. Контроллер работает связующим звеном между датчиками и оборудованием, включая и выключая приборы в заданном диапазоне. Растение реагируют на любые изменения в освещении будь то интенсивность света или продолжительность освещения.
Суточную продолжительность освещения можно увеличивать или сокращать в зависимости от стадии роста растения, как и регулировать температуру и влажность, создавая лучшие условия. Для таких простых задач как периодичность освещения на 1-2 лампы, иногда достаточно китайской розетки-таймера за 10$. Но одним освещением ферма не ограничивается. Воздух нужно нагреть, охладить, увлажнить, а растения полить. Розетки с таймером не имеют датчиков и не умеют программироваться. Единственным решением остается самостоятельное изучение микроэлектроники и программирования или покупка уже готовой системы автоматизации, способной управлять оборудованием.
Для больших теплиц и ферм создаются дорогие и сложные контроллеры, под которые пишется программное обеспечение и иногда внедряется искусственный интеллект. Нейросети могут обрабатывать большие объемы данных и принимать решения на основе этих данных, что делает процесс выращивания более продуктивным и точным. На крупных предприятиях температура и влажность мониторится в реальном времени с множества датчиков, расположенных по площади всей фермы. Контроль температуры и влажности напрямую влияет на рост и развитие растений, а также имеет значение для эффективности использования энергии на ферме. Данные с датчиков принимает система управления, которая позволяет автоматизировать работу отопления, кондиционирования воздуха и вентиляции в соответствии с установленными параметрами. Такой же принцип применим и к автополиву растений.
Автоматический контроль питательных растворов осуществляется с помощью растворного узла. Датчики pH и Ec передают на контроллер показатели раствора, опираясь на которые автоматика корректирует раствор, добавляя необходимые удобрения и буферные жидкости. Автополив и приготовление раствора на сити-фермах уменьшает затраты на ручной труд, снижает количество ошибок, связанных с приготовлением питательных растворов, и повышает эффективность фермы. Это позволяет сити-ферме быть более конкурентоспособной и увеличить производительность и доходность на длительном периоде времени. Кроме того, автоматический контроль питательных растворов может повысить качество продукции, улучшить вкус, аромат и питательные свойства продуктов.
