Строим экспериментальную супер умную энергосберегающую всесезонную теплицу

Здравствуйте дорогие ангара.нетовцы! Предлагаю поучаствовать в обсуждении нашего проекта супертеплицы.
Мы с моим партнером, другом и коллегой по работе строим экспериментальную теплицу, которая по замыслу будет использоваться от 8 до 10 месяцев в году. Кратко опишу задуманные характеристики:

Размер 3 х 8 метров, высота в коньке 2,5м.
Фундамент на винтовых сваях длинной 1,5м
Периметр утеплен полиуританом толщиной 10см, высота 50см от земли
Каркас - труба профильная 25мм
Крыша - поликарбонат 2 слоя по 5мм

Электрообогрев почвы греющим кабелем общей мощностью 3600 вт
Внутреннее освещение (для досветки утром, вечером и в пасмурные дни) - светодиодные фонари синего и красного свечения - общей мощностью 500вт
Циркуляция воздуха по пластиковым трубам между коньком и почвой (остужаем конек и подогреваем почву)
Система капельного полива
Емкость с водой + насос
Аварийные гидроцилиндры (открывают вент. окна если температура поднимается выше нормы)
Система подачи CO2 из баллона

Краткий обзор автоматики
Приняли решение "Голову" собрать на Arduino Mega 2560 и 5 дюймовом сенсорном экране. Так как среда разработки Arduino очень простая и я как программист в прошлом смогу быстро её освоить.

Так же приведу краткий список всего того что будет напичкано:
Датчики температуры
-почвы 3шт
самого ящика ардуино -1шт
воздуха в теплице 2шт
за бортом
бочки с водой
солнечного коллектора
Датчик влажности
датчик барометр
датчик влажности почвы - 4-6 шт
расходомер воды на полив
часы реального времени
датчик освещенности
ВОПРОС-как измерить уровень CO2 остается открытым
реле на вентиляторы на почву -3шт
реле проветривания вентилятором
реле на открытие фрамуг
реле на аэратор
реле на полив
реле на моторчик солн коллектора
реле на теплый пол
реле на вкл нагревателя воздуха
реле на досветку
реле на вкл обогрева самого ардуино(чтобы монитор тоже не замерз)
реле на проветривание самого ардуино
реле для опрыскивателя в теплице(скорее всего не пригодится в случае с помидорами)
ПАРАМЕТРЫ КОТОРЫЕ ЗАДАЕМ ВРУЧНУЮ
-длинна светового дня
-температурный режим утро-день вечер(3 параметра)
-температурный режим ночь
-температурный режим почвы день
температурный режим ночь
-выбрать полив по влажности почвы или по графику
-максимальное количество воды за полив
-время полива
-температура воды для полива
-настройка режима оповещения смс

Цель данного проекта найти оптимальное решение для выпуска готового для потребителя продукта. Возможно проект излишен, но что конкретно понадобится, а что нет мы сможем понять только в процессе работы. Надеюсь данная тема будет интересна!!! Жду ВАШИХ ответов, советов, критики, пожеланий!!! Посты буду выкладывать еженедельно. Все будет подробно сфотографировано.

Макетная плата, Mega, преобразователь уровней, 5 дюймовый экран и релейный модуль.

Размер 3 х 8 метров
Выпуска готового для потребителя продукта

Сначала окупить строительство, затем текущие расходы. Сколько же будет соить этот самый продукт? Мне кажется оч дорого.

Окна с гидроцилиндрами (открываются автоматически)

Конек

Утепление

Вид с наружи

Дверь

hardrain [1045008]: О стоимости сейчас речь не идет. Это можно сказать научный эксперимент. Данную теплицу и автоматику можно будет масштабировать на большие тепличные хозяйства и на маленькие огородики. А это прототип.

kogan86 [1045025]: бОльшие хозяйства - больше затрат. Как эксперимент да, как бизнес, мне кажется, нет. Может я просто пессимист) Желаю успеха!

Трубы для теплообменника

Так же ищем колонию шмелей для опыления растений. Ни как найти не можем. Если кто-то поможет - будем рады!

kogan86 [1045000]: Цель данного проекта найти оптимальное решение для выпуска готового для потребителя продукта - а уже есть потребитель для этого продукта?

Складывается впечатление что добрую половину функционала нет необходимости применять, но Вам как проектировщикам конечно виднее. Техническое решение чувствуется прорабатывалось тщательно, но считаю упущен один важный вопрос. Резервный источник электроснабжения!!! т.е.хотя бы дизельгенератор с ручным запуском, но с Вашими амбициями можно и АВР. ))

yumiha [1045127]: так точно! Есть. У знакомого обычные теплицы расходятся 2500 шт за сезон. Многие из нашего круга знакомых уже имеют теплицу. Но хотят поменьше проводить время в ней.
Если бы форд спросил своих будущих потребителей: что они хотят? Скорей всего они попросили бы новую повозку. Мы же даем волю фантазии. Экспериментам.
Могу я попросить!? Можно ли задавать побольше технических вопросов? О том что может не получиться или о том что спрос будет маленьким или что вы ребята ерундой занимаетесь можно не говорить. Мы и так это часто слышим. Отвечу на все эти вопросы так. Если не получится, то оставим её себе как уникальную теплицу для собственного пользования. П.с. писал с мобильного...

kogan86 [1045007]: Ардуина, все-таки, довольно тупенькая, даже Мега.
Для движухи лучше "малину" брать, там вебкамера/вайфай "из коробки", а это очень полезно для разной движухи типа "теплица онлайн". А без движухи это все ни к чему, собственно.

Присоединяюсь к вопросу yumiha [1045127] насчет продукта и потребителей.

kogan86 [1045148]: Если бы форд спросил своих будущих потребителей: что они хотят? Скорей всего они попросили бы новую повозку. - в оригинале "более быструю лошадь".

Alex_Nevsky [1045145]: да мы думали о этом. Но пока что думаю это не так актуально. Думаю доработаем ближе к осени. Пока предусмотрели бесперебойник только для автоматики. Что бы смс отправляла. А настройки все равно на флешку писаться будуь.
П.с. завтро укладываем греющий кабель. Будет фото.

maxp [1045152]: Спасибо :) за поправку. Рад что вы меня поняли :)

maxp [1045151]: сейчас на руках есть рапсбери. Но руки дошли только до ардуины. Мы просто паралельно еще несколько проектов ведем и там ардуины используем. Просто ардуина это отличный вариант для быстрого старта или небольших проектов.

kogan86 [1045148]: У знакомого обычные теплицы расходятся 2500 шт за сезон - точно с нулями не ошиблись? Уж больно цифра фантастичная...
Ну, да ладно.
Можно ли задавать побольше технических вопросов? - А что Вы хотите получить на выходе? Вы привели какие-то не связанные между собой данные. Тут и высота конька и реле вентилятора, и винтовые сваи. Вы бы написали что-нибудь типа ТЗ или бизнес плана (если уж под потребителя).
Судя по предполагаемой себестоимости, это теплица-игрушка. Чтобы играться не надоело очень быстро, можно предусмотреть апгрейд. Например, автоматическая вскопка, посадка, уборка урожая, снятие про всё это кино и автоматическая же выкладка в сеть с уведомлением хозяину, что всё готово и можно хвастаться друзьям.
Только не думайте, что я прикалываюсь.

yumiha [1045256]: ну почему же несвязные. Все связано. Сваи для фундамента. Датчики для контроля. Тз в процессе. Бизнес план пишу не я.
По поводу космических цифр. Если вы на производстве не работали, для вас такая цифра космическая. А для меня 3500 винтовых свай за месяц произвести и продать это норма. Год назад я бы тоже подумал, космос.
По поводу приколов. Большой сарказм в вас ощущаю я.

kogan86 [1045287]: Несвязные - этого я не говорил, не связанные - да. Потому, что Вы назвали кубики конструктора, а что хотите собрать (не говорите, что теплицу) не сказали. Т.е. какие функции реализовать, какие потребительские свойства?
Вот мне, например, как потребителю, не понятно упоминание о сваях, если мы говорим о теплице. Или аварийные гидроцилиндры. Система проветривания - это понятно. Ну и так далее.
Создается впечатление, что Вы идете не от задачи, а от желания использовать в решении какие-то определенные, имеющиеся в наличие (или нравящиеся) элементы. Так?
Большой сарказм в вас ощущаю я - не без этого.

О количествах.
Меня смутило количество теплиц, т.к. производитель далеко не один, а это готовое изделие и потребителей конечное число. По сваям ситуация другая - это расходник, как я понимаю или комплектующее, тут и цифры другие. Но не доверять Вашим данным причины нет, я просто уточнил.

Кстати, по техническим моментам.
Не понятна длина свай 1,5 метра - это меньше глубины промерзания. И зачем, вообще, винтовые сваи на теплицу? Ну, кроме того, что Вы их производите...
Опять же об аварийных гидроцилиндрах - это действительно аварийные или штатное проветривание? Если аварийное, то почему не видно другого аварийного оборудования, например питания? А если штатное, то странно вводить в систему 8 (если я правильно подсчитал) датчиков температуры и не задействовать их в автоматике вентиляции, и при этом называть систему "супер умной"...
Не указано по поводу зимнего демонтажа. Нужен ли он или всё оборудование выдержит морозы? Если нужен, то на сколько сложен демонтаж и последующий монтаж? Есть подозрение, что поиграются один сезон.
Я понимаю, что подобные нестыковки именно от отсутствия конкретной конечной задачи. Начните с её формулировки.

Действительно у нас есть множество кубиков конструктора и мы экспериментируем. Собираем пробуем. Разбираем. Снова собираем. В итоге получаем опыт. И только потом формируем окончательный продукт. Объясню на примере. Проводились эксперименты с небольшим солнечным коллектором для нагрева воздуха. Пробовали разные варианты. В итоге сделали солнечный коллектор длинной 24метра. Который обеспечивает сварочный цех подогретым воздухом. Разница температур на входе и на выходе в солнечный день примерно 15 градусов. Потом конечно воздух догреваем тенами. Но это существенная разница. Сейчас уже строим второй. А начиналось все с таких же экспериментов. Которые привели к существенному сокращению затрат на электроэнергию. Фото выложу позже. Как на работу приеду.

yumiha [1045299]: Про 1.5 метра сваи очень интересно, особенно если торчат еще на 0.5 метра из земли. И крутят их не до глубины промерзания, а еще ниже, пока крутится грубо говоря или до определенной глубины.
А ардуино это не серьезно, совсем, я видел что оно например может зависнуть :)

kogan86 [1045306]:

Я сам люблю эксперименты, но данные технологии уже давно отработаны, опробованы и применяются, не надо изобретать велосипед. Например солнечные коллекторы производятся давно, и получить хороший кпд на коленке сложно, там спец покрытие наносится хорошо поглощающие "солнечное тепло" и не выпускающие его обратно.

Есть данные о сравнении вашего коллектора с заводским ? Не окажется ли он дешевле ?

Так же и сваи производятся много кем, к чему их производить для своих теплиц ? Вы же ардуину просто купили, не стали паять все сами. А как вы планируете управлять мощными нагрузками с релейного блока ардуины ? А когда эти китайские слабенькие реле сгорят помидорки не замерзнут ? А правильный код под ПИД регулятор температуры напишите ? Есть же нормальные готовые контроллеры промышленные под регулировку температуры в помещении ...

В общем вы просто хотите поиграть в эти игрушки (ардуинки с 5" дисплеями), подцепить к мелким китайским реле мощные нагрузки, посмотреть как это будет не работать. А если делать именно теплицу то все уже придумано, и регуляторы полива и температуры и резервирования питания.

yumiha [1045299]: Spiriter88 [1045316]: Внесу свои 5 копеек. Не понятна длина свай 1,5 метра - это меньше глубины промерзания. Прикинусь, что ничего не понимаю ... Зачем на глубину промерзания? Грунты пучинистые? Есть подвал? УГВ выше глубины промерзания?

Warlock [1045318]: А что бывают совсем не пучинистые грунты ? :) И много таких мест ?
Я то конечно не специалист, но видел как у человека одна свая недокрученная пошла вверх в середине построенного дома :) Ну и если по хорошему, то под теплицу сваи делать это уже слишком, ленточка прямо поверх земли или даже блоки положить и все. Да и к чему теплице вообще фундамент ? Одна свая стоит тысяч 5, а большую палатку крепят обычно колышками и все :)

Spiriter88 [1045316]: "А если делать именно теплицу то все уже придумано, и регуляторы полива и температуры и резервирования питания." +100500!

Вообще-то обычный фундамент под каркасную теплицу - дешевая и простая монолитная "ленточка" 0,5*0,2 на гравийной подушке, т.е. вообще без заглубления. Это если сверхнадёжно :-)
Или просто пропитанный брус...

kogan86 [1045306]: "...мы экспериментируем. Собираем пробуем. Разбираем. Снова собираем." - Извините, но это смахивает на тыкание пальцем во все стороны при завязанных глазах. Вопросы "зачем?" и "куда?" в этом случае действительно неуместны.

Spiriter88 [1045324]: ленточка прямо поверх земли - разве ТС говорил о том, что у него есть свой небольшой бетонный завод? ;)

Spiriter88 [1045324]: Открою небольшой секрет, бывают и даже очень бывают, и настолько часто бывают Вы даже не представляете :) И таких мест много. Ну а насчет таких фундаментов под теплицу - это реально перебор, и даже очень.

Вообще-то обычный фундамент под каркасную теплицу - дешевая и простая монолитная "ленточка" 0,5*0,2 на гравийной подушке Немного выпендрюсь ... Это называется фундамент мелкого заложения.

Warlock [1045334]: бывают и даже очень бывают... - да, бывают. Здесь пучинистый, а через полметра - нет. Как планируете угадывать?

Интересно, если бы китайские "братья" под Хомутово и т.п. (где они круглый год растят помидоры) применяли подобные технологии- сколько бы стоил конечный продукт на Центральном и ему подобных рынках?

yumiha [1045349]: Да парится не буду, выкопаю на глубину 400-600 мм траншею, засыплю ПГС, т.е. сделаю замещение грунтов, и сделаю фундамент мелкого заложения. Все дешевле будет :)

kogan86 [1045306]: Действительно у нас есть множество кубиков конструктора и мы экспериментируем - ну, тогда формулировка задачи может выглядеть так: есть такие элементы (перечисляются), хотим всё это или часть этого использовать в теплице. Давайте подумаем, какие потребительские функции из этого можно извлечь.
Упоминания об умных теплицах и продукте для потребителя будут лишними.
Вот, например, Ваши сваи можно использовать при строительстве теплицы на склонах, чтобы не выравнивать участок.
Опять же, все кубики можно использовать не в каждом готовом изделии, а в виде доп опций. Т.к. не всем может быть это нужно и не все могут сразу всё оплатить. А вот постепенно дооснастить - это вполне.

Warlock [1045359]: Polkan [1045328]:
зачем делать ленту если на сваи требуется меньше материала? Вы ведь даже не поинтересовались о кол-ве свай. Может длинноваты, но все же должно выйти дешевле ленточного.
Например буронабивной с применением асбоцементных труб

Warlock [1045359]: Понятно. Обычно, по наблюдениям у соседей на дачах, под теплицы и так не делают. Положили брус, сверху поставили теплицу, внутрь занесли грунт.

hardrain [1045363]: сваи наоборот коротковаты, раза в полтора-два. Ну и прикинь во сколько они обойдутся + установка, и во сколько два куба бетона с доставкой :)

hardrain [1045363]: Может длинноваты - коротковаты!
Судя по картинке, задача свай - удержать теплицу от улетания на другое место. Это можно сделать явно дешевле и проще.

hardrain [1045363]: Во важное слово буронабивная. Сколько техники и электричества нужно. А для ленточки, ничего кроме ингредиентов для бетона и лопата :) (это если разговор только о теплице) А вообще правильно yumiha [1045364]: , можно и проще, брус и все :)

А что к сваям привязались? Давайте обсудим это kogan86 [1045007]:
Зачем в теплице 5-ти дюймовый экран, например? Ну, запрограммируй при установке, если необходимо. Как себя этот дисплей (и вся остальная электроника) будет чувствовать при повышенной влажности и температуре?

Warlock [1045369]: Да зачем техника. Ребята, видел, в ручную бурили, бетон (вручную) мешали сами))
Только сейчас увидел, сваи-то ВИНТОВЫЕ, чтобы избежать всех грязных работ. Я бы тогда предусмотрел возможность корректировки уровня фундамента) Тут сваю подкрутил, тут подровнял) Японцы вон построили аэропорт что ли, и там сваи электроникой управляются!

hardrain [1045363]: "зачем делать ленту..." - Если сваи до глубины промерзания, то они обойдутся дороже ленты (если только их не 2 шт будет). Если это столбики на 1,5 м, как написал ТС, то всё тот же вопрос - зачем?
У ленты есть два офигенных преимущества перед сваями/столбиками - она вечная и служит сплошными негниющими бортами для грунта внутри.

hardrain [1045373]: Неграмотно, очень неграмотно сказано. Сваи не могут управлятся, а вот домкраты на оголовках свай другое дело.

Под полом терминала расположено 900 колонн. В каждую из них встроен датчик управления, соединенный с компьютером. Когда остров оседает, система сигнализирует, какую колонну необходимо срочно поднять. Техники вставляют гидравлические домкраты между полом и нуждающейся в подпорке колонной, поднимают, а свободное пространство заполняют металлическими пластинами.

yumiha [1045372]: Сваи понятные. А экран вообще непонятный, потому и не обсуждаем :-)

Warlock [1045380]: мы же не на экзамене, мысль-то ясно выразил;)

hardrain [1045384]: Просто для меня это как по стеклу ножом :)

Warlock [1045386]: Неграмотно, очень неграмотно сказано.
По стеклу ножом ничего не будет, даже звука))

kogan86 [1045000]: Кстати, если ищете и экспериментируете, то есть смысл подумать, для начала, о дооснащении тех самых 2500 теплиц за сезон. Я теплицу не имею, но о такой проблеме знаю и приобретал и устанавливал знакомым гидравлические открывалки для окон и системы автополива. Это точно востребовано, но "бабушкам" нужна еще и установка и ежегодный монтаж/демонтаж. Докладывайте сюда свои кубики и выясняйте, что нужно клиентам, а что нет. Кому-нибудь и экран понадобится, ведь покупают душевые кабинки с телевизором.

Spiriter88 [1045316]:
yumiha [1045299]: Про 1.5 метра сваи очень интересно, особенно если торчат еще на 0.5 метра из земли. И крутят их не до глубины промерзания, а еще ниже, пока крутится грубо говоря или до определенной глубины.
А ардуино это не серьезно, совсем, я видел что оно например может зависнуть :)

kogan86 [1045306]:

Например солнечные коллекторы производятся давно, и получить хороший кпд на коленке сложно, там спец покрытие наносится хорошо поглощающие "солнечное тепло" и не выпускающие его обратно. - С

Согласен. Но наш коллектор окупился за зиму. Тогда какая разница... И потом не все же покупать. Продукт всегда дешевле если делаешь его сам на оборудованном для этого производстве.

Есть данные о сравнении вашего коллектора с заводским ? Не окажется ли он дешевле ?
Нет нету и не будет, потому как покупать мы их не будет. Можем сравнить только заявленные характеристики. Ну или купим, но намного позже.

Так же и сваи производятся много кем, к чему их производить для своих теплиц ?
Сваи поставили чтобы не использовать брус и не заливать бетонный фундамент. Глубина промерзания в данном случае значение не имеет. Мы не дом строим. Да и потом сваи есть, почему бы их не закрутить...

А как вы планируете управлять мощными нагрузками с релейного блока ардуины ?
А когда эти китайские слабенькие реле сгорят помидорки не замерзнут ?
Ничего не сгорит! Потому как с электрикой мы работаем ни первый год и про расчеты мощности тоже слыхали и даже их делаем. Релешки будут комутировать 12 вольт. А 12 вольт будет подаваться на более мощные реле - которые держат уже 25 ампер 220в.


А правильный код под ПИД регулятор температуры напишите ?
Надеюсь не ударить в грязь лицом.

Есть же нормальные готовые контроллеры промышленные под регулировку температуры в помещении...
Есть, но они нам не подходят по причине их дороговизны и слабой сочетаемости друг с другом. Если и сочетаются, то под управлением софта. А софт дорогой.

В общем вы просто хотите поиграть в эти игрушки (ардуинки с 5" дисплеями), подцепить к мелким китайским реле мощные нагрузки, посмотреть как это будет не работать. -
Не согласен - работать будет!!! Игрушки - да!!! Согласен. У нас работа как игра! По этому и не устаем от неё. Иногда я чувствую себя ребенком в комнате с игрушками. Потрясающее чувство!

А если делать именно теплицу то все уже придумано, и регуляторы полива и температуры и резервирования питания.
Да, все придумано, но все разрозненно и работает независимо. И не так как нам хочется.