"Умная Теплица" - управляй дачной теплицей из дома!

Если у вас есть дача с теплицей, и вы приезжаете туда только на выходные, то наверняка возникала проблема - как обеспечить полив нежных ростков рассады? Как поддерживать оптимальную температуру, чтобы рассада не "сварилась" в солнечный день и не замерзла ночью?

Представляю устройство "Умная Теплица" для автоматизации полива и проветривания в дачных теплицах. Особенности устройства - очень гибкий алгоритм полива и возможность управлять теплицей удаленно, из дома, через Интернет. Устройство очень подойдет тем, кто приезжает на дачу только на выходные.

Ключевое преимущество устройства - очень гибкий алгоритм полива. Можно задавать интенсивность и периодичность полива. Можно указать пороги для температур воды и воздуха, ниже которых полив не будет производиться. Например, вы можете наполнить бочку холодной водой из водопровода и уехать домой. Устройство не будет поливать до тех пор, пока вода не прогреется до указанного вами порога. Еще можно сделать так, чтобы интенсивность полива была пропорциональна температуре воздуха.

Приведу пример словесного описания возможного алгоритма полива:

Поливать каждые 6 часов, при условии, что температура воздуха не менее 18 гр, а температура воды не менее 16 гр; Количество воды для каждого полива - 2 литра + 1.5 литра на каждый градус превышения температуры над пороговым уровнем 18 гр. (Например, если температура воздуха в теплице 28 гр, то для полива будет использовано 2 + 1.5*(28-18) = 17л

Разумеется все числа в примере можно задавать на свое усмотрение.

Проветривание производится с помощью вентиляторов. С северного торца теплицы засасывается прохладный воздух, а теплый воздух выбрасывается наружу с противоположной стороны. Обеспечивается принудительная вентиляция, как в промышленных теплицах. Порог (температура) включения вентиляции может задаваться с точностью до десятой градуса.

Устройство управляется через приложение на смартфоне, если вы находитесь на участке. А приехав домой, вы можете продолжить управлять устройством через web-браузер (возможно с того же смартфона)

Что представляет из себя устройство?

В состав устройства входит плата микроконтроллера Arduino Mega 2560 (промышленного производства) и основная плата (собственной разработки) в форм-факторе Arduino Mega, к которой подключаются все датчики, исполнительные устройства и модули связи.

Вот её принципиальная схема:

Вот скриншоты приложения для Android:

Особая "фишка" - возможность управлять устройством удаленно (например из дома) через web-браузер. В устройстве есть модуль GSM GPRS, обеспечивающий обмен данными через Интернет. Разработан облачный сервис, в котором у каждого пользователя устройства есть личный кабинет. Зайдя в него, можно видеть текущее состояние (температуры воздуха и воды, запас воды в бочке), статистику работы, графики параметров, обновляемые раз в 5 минут. Вот, например, как выглядит график температур:

А так выглядят данные в табличной форме:

Есть возможность менять установки - параметры алгоритма полива, температурные пороги (например порог включения вентиляции).

Через смартфон можно управлять поливом и вентиляцией в ручном режиме. Это может понадобиться для регулировки капельного полива, тестирования.

В этом видео показывается работа в ручном режиме:

Что входит в комплект?

Устройство поставляется как набор "Сделай сам" для самостоятельного монтажа.

В состав набора входят:

Контроллер

Корпус размером 240 х 195 х 90 мм, защита от влаги по IP55. Внутри размещаются платы микроконтроллера Arduino Mega, основная плата с установленными модулями Bluetooth (HC05) и GSM GPRS (SIM800L), разъемами для подключения датчиков и исполнительных устройств;

Сетевой адаптер 12 вольт 5А постоянного тока;

Преобразует напряжение 220в в постоянный ток 5А 12в для питания контроллера и всех исполнительных устройств. Адаптер можно разместить внутри корпуса контроллера.

Вспомогательная плата

Служит для установки датчиков количества и температуры воды для полива; Крепится на емкость с водой для полива.

Вентиляторы

4 компьютерных вентилятора 120мм; 2 вентилятора всасывают в теплицу прохладный воздух, 2 других выталкивают тёплых воздух наружу.

Насос полива

Подает воду в систему капельного полива. Питается от 12в.

Клапан

Предотвращает вытекание воды после выключения насоса (из-за эффекта "сифона")

Датчики температуры воздуха

Используется 3 герметичных цифровых датчика на схеме DS18B20. Измеряются температуры воды для полива и воздуха (внутри и снаружи)

Ультразвуковой датчик

Датчик измеряет расстояние от верха бочки до поверхности воды, данные используются для вычисления запаса воды в бочке.

Набор проводов для питания вентиляторов

Трубки для подключения насоса к системе капельного полива

Что нужно для монтажа:

• подвести провод питания 220в с розеткой; Устройство работает от постоянного тока 12в, имеется адаптер;
• Врезать вентиляторы в стенки или дверцы теплицы (в случае поликарбоната это несложно);
• Проложить провода от вентиляторов к устройству, подключить к клемнику
• Установить и подключить термодатчики воздуха;
• Установить в бочку внутри теплицы, а в ней - насос, клапан, ультразвуковой датчик и датчик температуры воды;
• Подключить насос (через клапан) к вашей системе капельного полива;
• Задать параметры через смартфон;
• Установить SIM-карту в GSM-модуль;

Для чего нужны средства?

Устройство реализовано в виде прототипа. Цель краудфандинговой кампании - собрать средства для запуска устройства в промышленное производство. Я планирую сделать партию в 100 штук. Себестоимость 1 комплекта составляет около 6000 р. Те, кто присоединятся к проекту, получат устройство почти по себестоимости, в то время как розничная цена предполагается около 10000 р.

Отложенные цели:

Если сумма собранных средств превысит 100%, то они пойдут на реализацию следующих целей:

• Создание приложения для iOS (iPhone);
• Доработка существующего приложения под Android;
• Доработка облачного сервиса (web-интерфейса);
• Разработка бота для управления через telegram.