ΖΑΝΝΕΙΟ ΕΠΑΛ / 1o EK ΠΕΙΡΑΙΑ
περίληψη
Η ομάδα της GreenTech από το ΖΑΝΝΕΙΟ ΕΠΑΛ / 1o EK ΠΕΙΡΑΙΑ θα κατασκευάσει ένα σύστημα που παίρνει ενέργεια από τον ήλιο. Δεν μολύνει το περιβάλλον και έχει αυτονομία. Έχει επίσης μειωμένες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα . Κατόπιν έχει αισθητήρες που ελέγχει την υγρασία στο χώμα με αποτέλεσμα να ελέγχει ή να αποφασίζει αν θέλει πότισμα.
Το νερό που θα χρησιμοποιείται θα είναι βρόχινο. Πρόσθετα διαθέτει σύστημα ελέγχου εσωτερικής θερμοκρασίας , χρησιμοποιεί και σύστημα εξαερισμού στο θερμοκήπιο. Είναι ένας τρόπος για να αντιμετωπιστούν οι αλλαγές στις κλιματικές συνθήκες, ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος καταστροφής των προϊόντων στον αγροτικό τομέα και να επιτευχθεί η αύξηση της παραγωγής γεωργικών προϊόντων με ταυτόχρονη ελαχιστοποίηση της καταναλισκόμενης ενέργειας.
Στην επόμενη εικόνα επιλέξτε το OER του πρότζεκτ μας για αναλυτική ενημέρωση.
Όλο το παραγώμενο υλικό για κατέβασμα επιλέξτε την εικόνα στο Github
Ηλιακή Ενέργεια
Η ηλιακή ενέργεια αποτελεί µία ανεξάντλητη µορφή ενέργειας. Έτσι όταν υλοποιηθεί ένα σύστηµα εκµετάλλευσης της για την παραγωγή χρήσιµης ενέργειας (ηλεκτρική ή θερµική για παράδειγµα), η πρώτη ύλη-καύσιµο είναι δωρεάν και δεν υποβάλλεται ποτέ στις διακυµάνσεις των αγορών ενέργειας. Επιπλέον, η ηλιακή ενέργεια αντιπροσωπεύει µία «καθαρή» µορφή ενέργειας εν συγκρίσει µε την ενέργεια που προέρχεται από ορυκτά καύσιµα, οι ρύποι από τη χρήση της οποίας συµβάλλουν στην ανάπτυξη του φαινοµένου του θερµοκηπίου. Έτσι η ηλιακή ενέργεια µπορεί εν δυνάµει να αποτελέσει µία σηµαντική µορφή ενέργειας προς εκµετάλλευση.
Η λειτουργία του θερμοκηπίου
Το ηλιακό φως (‘’ορατή ακτινοβολία’’) περνά μέσα από το τζάμι του θερμοκηπίου και απορροφάται από τα φυτά που βρίσκονται μέσα. Τα φυτά παράγουν θερμότητα. Αυτή είναι αόρατη, αλλά μπορούμε να την αισθανθούμε. Μέρος της θερμότητας επιστρέφει έξω απ το θερμοκήπιο, αλλά όχι όλη. Το τζάμι του θερμοκηπίου αντανακλά μερικές από τις υπέρυθρες ακτινοβολίες πίσω, έτσι το εσωτερικό του θερμοκηπίου θερμαίνεται.
✔ Έξυπνο θερμοκήπιο:
Σε ένα ήδη ελεγχόμενο περιβάλλον, η εφαρμογή περαιτέρω ελέγχου και η εφαρμογή μιας προηγμένης τεχνολογίας είναι ακόμη πιο εύκολη. Πόση κουβέντα γίνεται για τις έξυπνες εφαρμογές στη γεωργία. Το θερμοκήπιο για ακόμη μια φορά αποτελεί το ιδανικό περιβάλλον εφαρμογής όλων αυτών των καινούριων συστημάτων.
Παράγοντες καλύτερης ανάπτυξης των φυτών στο θερμοκήπιο
✔ Ελεγχόμενη θερμοκρασία:
Οι μεταβολές της εξωτερικής θερμοκρασίας κυμαίνονται ευρέως μεταξύ ημέρας και νύχτας. Τα φυτά που υποβάλλονται σε υπερβολικό ψύχος και σε υψηλές θερμοκρασίες σε μια περίοδο 24 ωρών, αποτελούν στρεσαρισμένα φυτά τα οποία δεν αναπτύσσονται όπως θα έπρεπε. Τα κλειστά θερμοκήπια εσωτερικού χώρου παρέχουν συνήθως έλεγχο της θερμοκρασίας με θερμαντήρες και εξαερισμό για συγκεκριμένα είδη φυτών. Η θερμοκρασία μπορεί κα μεταβάλλεται αναλόγως και όπως πρέπει κατά τη διάρκεια του 24ώρου. Ακολουθώντας τις βέλτιστες τιμές θερμοκρασιών για κάθε είδος καλλιέργειας, το φύλλωμα, τα άνθη και οι καρποί αναπτύσσονται όπως ακριβώς θα έπρεπε στο ελεγχόμενο περιβάλλον.
✔ Παράγοντας CO2:
Ο έλεγχος της κίνησης του εσωτερικού αέρα παρέχει στις μονάδες θερμοκηπίου σταθερή παροχή διοξειδίου του άνθρακα, μια χημική ένωση απαραίτητη για την παραγωγή σακχάρων από τα φυτά. Αν και τα υπαίθρια φυτά έχουν επαρκή επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα, οι στρατηγικά τοποθετημένοι οριζόντιοι ανεμιστήρες σε όλο το θερμοκήπιο επιτρέπουν στον αέρα να πιέσει πιο κοντά στο φύλλωμα για τη μέγιστη δράση φωτοσύνθεσης. Το συμπυκνωμένο διοξείδιο του άνθρακα έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερα φύλλα, ισχυρότερα στελέχη φυτών και πιθανή πρόωρη άνθηση και καρποφορία. Ωστόσο, η κίνηση του αέρα πρέπει να συνδυάζεται με τον κατάλληλο εξαερισμό. Το κλείσιμο του θερμοκηπίου προς την κυκλοφορία του εξωτερικού αέρα μειώνει τα επίπεδα εσωτερικού διοξειδίου του άνθρακα επειδή τα φυτά χρησιμοποιούν το αέριο γρήγορα ενώ μεταφέρουν οξυγόνο στον αέρα σε αντάλλαγμα.
✔ Μειωμένη έκθεση των καλλιεργειών σε αρκετούς από του φυτοπαθογόνους οργανισμούς:
Τα φυτά στα θερμοκήπια αναπτύσσονται σε δοχεία με ειδικά επιλεγμένο έδαφος. Σε αντίθεση με μια υπαίθρια καλλιέργεια, το έδαφος του δοχείου του θερμοκηπίου δε φιλοξενεί επιβλαβείς ασθένειες και παράσιτα σε τόσο μεγάλο βαθμό όσο το υπαίθριο έδαφος. Παρόλα αυτά, η χρήση φυτοφαρμάκων και εδώ είναι απαραίτητη αλλά η αντιμετώπιση των φυτοπαθογόνων οργανισμών μπορεί να γίνει περισσότερο ολοκληρωμένα.
✔ Λαμβάνοντας υπόψη τα σωστά επίπεδα υγρασίας:
Η διαπνοή του φυλλώματος των φυτών βασίζεται σε μια σταθερή παροχή υγρασίας τόσο από τις ρίζες όσο και από την περιβάλλουσα ατμόσφαιρα για μέγιστη ανάπτυξη. Οι ξηρές, υπαίθριες συνθήκες αναγκάζουν τα φυτά να στηρίζονται αποκλειστικά στην υγρασία του εδάφους, η οποία μπορεί να προκαλέσει υδατικό στρες, ειδικά εάν οι ρίζες βρίσκονται σε συνθήκες ξηρασίας. Η μειωμένη ανάπτυξη και η μειωμένη αντίσταση στα παράσιτα και τις ασθένειες συμβαίνουν όταν οι ξηρικές συνθήκες παραμένουν σταθερές σε μια υπαίθρια καλλιέργεια. Αλλά θερμοκήπια με ελέγχους υγρασίας διατηρούν επίσης τον αέρα υγρό.
✔ Συνθήκες φωτισμού:
Στην περίπτωση των θερμοκηπιακών καλλιεργειών μια συννεφιασμένη μέρα δεν εμποδίζει τα φυτά να κάνουν αυτό που έχουν μάθει, να φωτοσυνθέτουν. Λαμπτήρες πλέον τελευταίας τεχνολογίας μπορούν και προσομοιάζουν σε μεγάλο βαθμό το ηλιακό φως.
✔ Δυνατότητα ολοκληρωμένης αντιμετώπισης φυτοπαθογόνων οργανισμών:
Από τη στιγμή που το θερμοκηπιακό περιβάλλον είναι ένα ελεγχόμενο περιβάλλον, τόσο πιο εύκολα μπορούν να ελεγχθούν διάφοροι εχθροί και ασθένειες καθώς επίσης ο έλεγχός τους μπορεί να γίνει με περισσότερες ολοκληρωμένες μεθόδους ή και με βιολογικές. Ο παραγωγός εφόσον έχει ρυθμίσει τους περιβαλλοντικούς παράγοντες και δεν έχει να αντιμετωπίσει αντίξοες καιρικές συνθήκες, έχει όλον τον υπόλοιπο χρόνο να ασχοληθεί με επιβλαβείς οργανισμούς.
✔ Εχθροί και ασθένειες:
Είναι κάποιες περιπτώσεις εχθρών και ασθενειών που βρίθουν στα θερμοκήπια λόγω ευνοϊκών συνθηκών διαβίωσης και αναπαραγωγής για αυτά. Παρ’όλα αυτά, ο έλεγχος στα θερμοκήπια μπορεί να γίνει άριστα και με εφαρμογή των τελευταίων τεχνολογιών αλλά και με βιολογικές μεθόδους και τα αποτελέσματα να είναι τα επιθυμητά.
Όργανα μέτρησης της σχετικής υγρασίας του αέρα
Μηχανικά υγρασιόμετρα. Έχουν μικρό κόστος, όμως είναι μικρής ακρίβειας μέτρησης (±20%).
Ηλεκτρονικά υγρασιόμετρα. Οι συσκευές αυτές έχουν υψηλό κόστος, ανάλογα με την ακρίβεια μετρήσεων, η οποία είναι συνήθως ± 0,1% και συνήθως χρησιμοποιούνται από τους ερευνητές και όχι από τους παραγωγούς.
Ψυχρόμετρα διάφορων τύπων. Οι συσκευές αυτές είναι μικρού κόστους και απλές στη χρήση, με σχετικά ικανοποιητική ακρίβεια (± 5%).
Μέθοδοι εξαερισμού του θερμοκηπίου:
Με τη χρήση παραθύρων οροφής και πλευρικών. Η αυτοματοποίηση της λειτουργίας των παραθύρων αυτών με βάση τη θερμοκρασία και την υγρασία προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα στη σωστή ανάπτυξη των φυτών και στην αυτόνομη λειτουργία του θερμοκηπίου. Με τη χρήση ανεμιστήρων «εξαγωγής» αέρα (εξαεριστήρων) εικόνα 1 σε συνδυασμό συνήθως με σύστημα δροσισμού.
Εικόνα 1
Δεν χρησιμοποιούμε το παγωμένο νερό από το ψυγείο που έχει θερμοκρασία 6 βαθμούς Κελσίου σε σύγκριση
με το νερό σε θερμοκρασία δωματίου μας δείχνει πως ένα υγιείς φυτό αντιδρά και καταλήγει σε πλήρη μαρασμό όπως βλέπουμε στην εικόνα 2
Εικόνα 2 επιρροή παγωμένου νερού στην ανάπτυξη των φυτών
Χρησιμοποιώντας το ζεστό νερό το φυτό, πάνω από 35 βαθμούς Κελσίου μπορεί να προκύψει το ίδιο αποτέλεσμα καθώς μαραίνεται ακόμα και αν ήταν πλήρως ανθισμένο και υγιές. Δεν χρησιμοποιούμε ζεστό νερό κάτω από οποιαδήποτε περίσταση.
ΛΙΣΤΑ ΥΛΙΚΩΝ & ΤΙΜΕΣ
Υλικά Θερμοκηπίου (Χώμα – Κηπευτικά)
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ
1 . ΔΕΞΑΜΕΝΕΣ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ ΚΑΙ ΚΑΠΑΚΙΑ ΔΕΞΑΜΕΝΩΝ
Οι δεξαμενές του θερμοκηπίου χρησιμεύουν για την αποθήκευση βρόχινου νερού, καθώς και για την τροφοδοσία των σωληνώσεων για τις ανάγκες ποτίσματος του θερμοκηπίου και για να έχουμε μεγαλύτερη αυτονομία σε παροχή νερού.Οι περισυλλογή συγκεκριμένα βρόχινου νερού, γίνεται διότι δεν περιέχονται άλατα και δεν δημιουργούνται προβλήματα επικάθισης αλάτων στις σωληνώσεις και άλλου είδους προβλήματα στα φυτά.
Τα καπάκια δεξαμενών τα χρησιμοποιούμε για προστασία, ώστε να μην υπάρχει είσοδος διάφορων μικροοργανισμών ή σκόνης. Η δεξαμενή διαθέτει έναν αισθητήρα SR04 προκειμένου να μετράει την στάθμη του νερού.
Επίσης διαθέτει μία θερμαντική αντίσταση ώστε να μην αφήνει να πέσει η θερμοκρασία του νερού σε χαμηλά επίπεδα. Τέλος υπάρχει και αισθητήρας θερμοκρασίας του νερού αδιάβροχος, όπου μας μετράει την θερμοκρασία του νερού.
2. ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΗΣ ARDUINO MEGA 2560
Χρησιμοποιούμε έναν μικροελεγκτή ο οποίος με την βοήθεια των ρελεδων, μπορεί να ανοιγοκλείνει μια ηλεκτροβάνα και να διοχετεύει νερό από τις δεξαμενές στο θερμοκήπιο. Αυτό βέβαια δεν γίνεται ανεγξελεκτα, αλλά ελέγχει την υγρασία του εδαφους με δύο αισθητήρες που έχουμε τοποθετήσει για να διοχετεύει την κατάλληλη ποσότητα του νερού. Ακόμη διαθέτει ένα σύστημα μέτρησης θερμοκρασίας του χώρου και δεν αφηνει το θερμοκήπιο εάν χαμηλώσει η θερμοκρασία του να βλάψει τα φυτά και έτσι ενεργοποιεί ένα σύστημα θέρμανσης.
Ακόμη όταν η θερμοκρασία ανέβει υπερβολικά τους Καλοκαιρινούς μήνες, με εναν αισθητήρα υγρασίας – περιβάλλοντος, ενεργοποιεί τον αντίστοιχο ρελέ και αυτός με τη σειρά του έναν ανεμιστήρα για να εξαερίσει τον χώρο. Ακόμα τροφοδοτεί με λάμπες πυρακτώσεως για την θέρμανση του χώρου του θερμοκηπίου. Τέλος ο μικροελεγκτής διαθέτει και μια οθόνη LCD, την οποία πάνω σε αυτήν την οθόνη βλέπουμε όλες τις απαραίτητες ενδείξεις μαζί και με αυτές που έρχονται από τις δεξαμενές (στάθμη νερού, θερμοκρασία νερού).
3 . ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟ
Το θερμοκήπιο μας περιλαμβάνει αισθητήρες θερμοκρασίας – υγρασίας-περιβάλλοντος ή χώρου, λάμπες θέρμανσης, αισθητήρες υγρασίας εδάφους, Led ταινία μωβ χρώματος κατάλληλο για την ανάπτυξη των φυτών μας, όπου θα παρέχει τον φωτισμό για να αναπληρώσει την απώλεια του ήλιου όταν υπάρχει συννεφιά ή νυχτώνει.
Ακόμα περιλαμβάνει σωλήνα Φ6 (6mm) κατάλληλο για την χρήση ποτίσματος πάνω στον οποίο έχουμε τοποθετήσει σε σειρά ΜΠΕΚ σταλάκτες σε ανάλογη απόσταση, για να ποτίζουν πάνω στην ρίζα του καθ’ ενός φυτού.
Στην βάση του θερμοκηπίου υπάρχει στρωμένο ενιαίο χώμα και τα φυτά είναι τοποθετημένα και μεγαλώνουν σε κατάλληλη απόσταση.
Τέλος στο παρόν θερμοκήπιο έχουμε τοποθετήσει Ντομάτες, Αγγουράκια, κρεμμύδια, Πιπεριές, Κολοκυθάκια.
4 . ΗΛΙΑΚΟ ΠΑΝΕΛ
λειτουργία
Ο τρόπος λειτουργίας των φωτοβολταικών πάνελ είναι ο εξής: Οι ακτίνες του ήλιου περιέχουν φωτόνια τα οποία έχουν ενέργεια, άλλα περισσότερη και άλλα λιγότερη. Τη στιγμή που τα φωτόνια προσκρούουν πάνω σε ένα πάνελ, κάποια το διαπερνούν, μερικά ανακλώνται και τα υπόλοιπα τα απορροφάει. Τα φωτόνια τα οποία απορροφούνται είναι εκείνα που παράγουν τον ηλεκτρισμό, μετακινώντας τα ηλεκτρόνια του πάνελ σε άλλο σημείο.
μπαταρίες
Η μπαταρία, η οποία ευθύνεται για την ορθή αποθήκευση της ενέργειας, σε περιπτώσεις που ηλιακή ακτινοβολία αδυνατεί να φορτίσει ολοκληρωμένα το φωτοβολταϊκό σύστημα (π.χ. μέρες με συννεφιά και βροχοπτώσεις)
ρυθμιστή φόρτισης
Ο ρυθμιστής φόρτισης, που επίσης λέγεται και αυτόματος / κόφτης / σταθεροποιητής , είναι απαραίτητο όργανο για να προστατεύει τους συσσωρευτές (μπαταρίες) από υπερβολική φόρτιση και πολλές φορές από υπερβολική εκφόρτιση. Παρεμβάλλεται μεταξύ του φωτοβολταϊκού συλλέκτη και του συσσωρευτή.
ΕΠΕΞΗΓΗΣΗ ΟΡΩΝ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ
1. Τι είναι το θερμοκήπιο?
Το θερμοκήπιο είναι ένας στεγασμένος και περιφραγμένος χώρος, που σκοπό του έχει να προφυλάξει τα φυτά από το κρύο του χειμώνα.
Τα θερμοκήπια μπορεί να είναι κατασκευασμένα πάνω σε μόνιμους σιδερένιους σκελετούς από γυαλί ή μπορεί να είναι από πλαστικό, που στηρίζεται πάνω σε ξύλινο σκελετό. Η κατασκευή των θερμοκηπίων εξαρτάται από τις κλιματολογικές συνθήκες, που επικρατούν τους χειμωνιάτικους μήνες σε μια περιοχή και από το είδος των φυτών που πρόκειται να καλλιεργηθούν. Τα θερμοκήπια των βόρειων χωρών έχουν βαριές κατασκευές και, πολλές φορές αποτελούνται από διπλά τζάμια και διπλή οροφή. H λειτουργία τους στηρίζεται στο κάλυμμα από γυαλί, το οποίο πρέπει να είναι τέλεια μονωτικό και διάφανο. Ανάλογα με την προέλευση των φυτών που καλλιεργούνται, διακρίνεται σε θερμοκήπιο εύκρατης, τροπικής, χαμηλής θερμοκρασίας κτλ. Επίσης ανάλογα με τη θέση τους, διακρίνονται σε επίγεια και υπέργεια. Τα θερμοκήπια αυτά θερμαίνονται. Αντίθετα, στις νότιες περιοχές οι κατασκευές είναι πολύ ελαφριές, αποτελούνται από πλαστικό απλωμένο πάνω σε ξύλινο σκελετό, χωρίς να θερμαίνεται.
Στα θερμοκήπια καλλιεργούνται φυτά κατά τη διάρκεια του χειμώνα, που δεν είναι δυνατό να ευδοκιμήσουν στον ανοιχτό χώρο. Τα τελευταία χρόνια η τεχνική της καλλιέργειας μέσα στα θερμοκήπια έχει αναπτυχθεί σε σημαντικό βαθμό.
ΔΙΑΘΕΣΙΜΑ ΠΡΟΙΟΝΤΑ ΣΤΟ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟ
Ντομάτες, Αγγουράκια, κρεμμύδια, Πιπεριές, Κολοκυθάκια.
2.Τι είναι φωτοβολταϊκό σύστημα
Με τον όρο φωτοβολταϊκά συστήματα, εννοούμε τις βιομηχανικές διατάξεις οι οποίες μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Για την ακρίβεια, πρόκειται για γεννήτριες που αποτελούνται από τα φωτοβολταϊκά πάνελ, τα συστήματα στήριξης, τους συσσωρευτές, τους αντιστροφείς τάσης, τους μετρητές ενέργειας και τους ρυθμιστές φόρτισης. Τα φωτοβολταϊκά ανήκουν στην κατηγορία των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. Στην καθημερινότητά μας χρησιμοποιούμε διαρκώς όλο και περισσότερο τα φωτοβολταϊκά συστήματα, αφού μας συμφέρουν και έχουν πολλά πλεονεκτήματα. Το βασικότερο από τα πλεονεκτήματα των φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι ότι λειτουργούν με τον ήλιο ο οποίος είναι μια αστείρευτη πηγή ενέργειας. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα δε ρυπαίνουν το περιβάλλον, αντέχουν στο χρόνο, δε θέλουν ιδιαίτερη συντήρηση και δεν έχουν μεγάλο κόστος ενώ με επιδοτούμενα προγράμματα όπως το φωτοβολταικα σε στεγες η χρηματοδότηση φτάνει έως και 100%.
Ένα από τα πιο βασικά μέρη για να λειτουργήσει ένα φωτοβολταϊκό σύστημα είναι τα φωτοβολταϊκά πάνελ, ή αλλιώς ηλιακοί συλλέκτες. Τα πάνελ είναι ειδικά πλαίσια που τοποθετούνται σε στέγες ή στο έδαφος και με τη βοήθεια των κυψελών που διαθέτουν, γίνεται η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Ο τρόπος που συμβαίνει αυτό είναι ο εξής: Οι ακτίνες του ήλιου περιέχουν φωτόνια με ενέργεια που όταν φτάσουν πάνω σε ένα πάνελ, κάποια το προσπερνούν, άλλα ανακλώνται και τα υπόλοιπα απορροφούνται. Αυτά που απορροφούνται παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, μετακινώντας τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν, σε άλλη θέση. Ακόμα και τα πάνελ όμως, δεν είναι όλα ίδια μεταξύ τους. Διαφέρουν στον τρόπο κατασκευής, στο κόστος και στην απόδοσή τους, ενώ η κύρια ομοιότητά τους είναι ότι όλα κατασκευάζονται με τη χρήση πυριτίου. Οι κατηγορίες που χωρίζονται είναι τρεις, του μονοκρυσταλλικού πυριτίου, του άμορφου πυριτίου και πολυκρυσταλλικού πυριτίου. Εξίσου απαραίτητα με τα φωτοβολταϊκά πάνελ όμως είναι και τα υπόλοιπα μέρη στα φωτοβολταϊκά συστήματα. Για παράδειγμα, τα συστήματα στήριξης που βοηθούν στη σωστή εγκατάσταση των πάνελ, ο αντιστροφέας τάσης που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο, κι ο μετρητής ενέργειας ο οποίος χρησιμεύει στην μέτρηση της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται. Επίσης, βασικοί είναι και οι συσσωρευτές, δηλαδή οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται στα αυτόνομα δίκτυα και ο ρυθμιστής φόρτισης που ελέγχει την φόρτιση της μπαταρίας.
3.Τι είναι το βρόχινο νερό
Η Βροχή είναι μια υγρή κατακρήμνιση και ανήκει στα υδατώδη μετεωρολογικά κατακρημνίσματα ή υδρομετέωρα όπως ονομάζονται τα διάφορα φαινόμενα του υετού, του οποίου άλλα επίσης είδη είναι το χιονόνερο, το χιόνι και το χαλάζι.
Για να συμβεί το φαινόμενο στη Γη, χρειάζεται ένα πυκνό στρώμα της ατμόσφαιρας με θερμοκρασία πάνω από το σημείο τήξης του νερού (δηλαδή πάνω από 0 °C) σχετικά κοντά στην επιφάνεια της Γης. Η συγκέντρωση των ατμοσφαιρικών υδρατμών πρέπει να είναι αρκετά υψηλή, ώστε αυτοί να υγροποιηθούν και να σχηματίσουν σταγόνες υγρού νερού, αρκετά βαριές ώστε να πέσουν ως την επιφάνεια.
Τρεις δυνατότητες απαιτούνται για να προκληθεί βροχή:
α) Να ψυχθεί ο αέρας, δηλαδή να ελαττωθεί η θερμοκρασία του, ώστε να ελαττωθεί η ικανότητά του να συγκρατεί τους υδρατμούς σε αέρια μορφή ή σε μορφή μικρών σταγονιδίων.
β) Να αυξηθεί η ατμοσφαιρική πίεση, ώστε να ελαττωθεί η ικανότητά του να συγκρατεί τους υδρατμούς σε αέρια μορφή ή σε μορφή μικρών σταγονιδίων.
γ) Να αυξηθεί η συγκέντρωση της υγρασίας, ώστε αυτή να υπερβεί την ικανότητα συγκράτησης της για τη συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση.
Σε μερικές περιπτώσεις οι σταγόνες της βροχής εξατμίζονται πριν φτάσουν στην επιφάνεια. Τα σταγονίδια νερού συνενώνονται σε μεγαλύτερα μέσω της σύγκρουσης μεταξύ τους μέσα στα σύννεφα. Το τελικό μέγεθος των σταγόνων ποικίλλει. Η κανονική βροχή, σε σχετικά μη ρυπασμένη ατμοσφαιρικά περιοχή, έχει pH της τάξης του 5,2 κατά κανόνα, κάνοντάς την ελαφρά όξινη.
Το νερό υπάρχει σ’ όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, ζωικούς και φυτικούς. Στις τροφές υπάρχει σε μεγάλο ποσοστό (π.χ. οι πατάτες 78 %, τα λαχανικά και τα φρούτα μέχρι 93 % νερό. Στο ανθρώπινο σώμα το νερό περιέχεται σε ποσότητα 70% και στο αίμα 90 %. Μερικές φορές προσκολλάται σε διάφορες χημικές ουσίες και σχηματίζει μ’ αυτές ένυδρες ενώσεις, συνήθως κρυσταλλικές, όπως είναι ο ένυδρος θειικός χαλκός, ο γύψος, το θειικό ασβέστιο. Το νερό αυτό ονομάζεται «κρυσταλλικό νερό». Άλλοτε πάλι το νερό ενώνεται σταθερά με τα μόρια των χημικών ενώσεων και σχηματίζεται νέα χημική ένωση.
Πώς το συλλέγουμε: Για να συλλέξει κάποιος βρόχινο νερό απαιτείται η τοποθέτηση δεξαμενής αποθήκευσης νερού στην ταράτσα ή υπογείως, κάτω από χώρους στάθμευσης αυτοκινήτων, πλακόστρωτα ή τον κήπο σας. Η τιμή αγοράς ενός τέτοιου οικιακού συστήματος αξιοποίησης και επεξεργασίας του βρόχινου νερού ξεκινά από 1000 ευρώ και αυξάνεται ανάλογα με το μέγεθος της δεξαμενής. Επιπλέον, θα χρειαστεί να πληρώσετε και ένα ακόμη ποσό για την εγκατάστασή του, αλλά σκεφτείτε ότι η απόσβεση των χρημάτων αυτών γίνεται γρήγορα λόγω της μεγάλης ποσότητας νερού που μπορείτε να συγκεντρώσετε και της οικονομίας που θα κάνετε σε σχέση με την κατανάλωση νερού.Αν σκεφτούμε πόσο μεγάλος όγκος νερού επιστρέφει και πάλι στη θάλασσα, χωρίς να χρησιμοποιηθεί, μετά από βροχόπτωση και πόσο μεγάλη ζήτηση υπάρχει σε νερό τους καλοκαιρινούς μήνες, που δεν βρέχει, θα συνειδητοποιήσουμε πως κάθε σταγόνα βροχής είναι πολύτιμη.
Χρήσεις: Γενικότερα το βρόχινο νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για όλες τις χρήσεις, εκτός από την κατανάλωση και τη μαγειρική. Ειδικότερα, μπορείτε να το αξιοποιήσετε για:
Πότισμα φυτών ή κήπων.. Η συγκέντρωση, μάλιστα, μεγάλης ποσότητας βρόχινου νερού μπορεί να αξιοποιηθεί και για την κάλυψη αρδευτικών αναγκών σε θερμοκήπια.
Πυροπροστασία-Πυρόσβεση: Τους καλοκαιρινούς μήνες που ο κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μεγαλύτερος, το συγκεντρωμένο νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περίπτωση ανάγκης και να αποδειχθεί σωτήρια λύση.
4. Τι θέλουν τα φυτά για να αναπτυχθούν
Η ανάπτυξη και η συντήρηση όλων των φυτών στον πλανήτη, εξαρτώνται άμεσα από τρεις βασικούς παράγοντες, το φως ,τη θερμοκρασία και το νερό. Για το νερό και την αναγκαιότητα του, σίγουρα είναι εμφανέστατη η ουσιαστική του επίδραση σε όλους τους οργανισμούς και ακόμα πιο καταλυτική η έλλειψή του. Το φως όμως και η θερμοκρασία δεν αποκαλύπτονται τόσο άμεσα και με τόσο αποτελεσματικό τρόπο στη διαδικασία αναπαραγωγής και ανάπτυξης των φυτών, αν και οι συνέπειές τους είναι φανερές.
Τα λαχανικά και τα φρούτα, έστω και στο τελευταίο στάδιο ωρίμανσης, απαιτούν ηλιοφάνεια αρκετές ώρες την ημέρα για να ολοκληρώσουν τον κύκλο τους. Ακόμα και στα τροπικά φυτά που έχουν ανάγκη ελάχιστου φωτισμού, ο ήλιος είναι το ουσιωδέστερο συστατικό της επιβίωσης τους. Πολύ χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτής της διαδικασίας είναι το φυτό του βασιλικού, που για να ξεπεράσει το πρώιμο στάδιο της ανάπτυξης του απαιτεί άπλετο καθημερινό φως και τη θερμοκρασία να καλύπτει τους 20-25 βαθμούς Κελσίου, διαφορετικά παραμένει καχεκτικός και κινδυνεύει από μυκητιάσεις που καταστρέφουν το όμορφο ολοστρόγγυλο σχήμα των αρωματικών του φύλλων.
5. Φωτοσύνθεση
Από όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, τα πράσινα φυτά είναι οι μόνοι οργανισμοί που συνθέτουν την τροφή τους. Η φωτοσύνθεση,ξεκινά όταν το φως φυσικό ή τεχνητό φτάνει στα φύλλα των φυτών.
Η φωτοσύνθεση είναι η φυσιολογική λειτουργία κατά την οποία τα φυτά με τη βοήθεια του ήλιου διαχωρίζουν το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα και τα μετατρέπουν σε οξυγόνο και γλυκόζη.
Τα χλωροφυλλούχα φυτά έχουν την ικανότητα να μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας σε ανθρακούχες ενώσεις απαραίτητες για την ανάπτυξή τους. Η φωτοσυνθετική λειτουργία γίνεται με παρουσία οξυγόνου και με την ενέργεια του ηλιακού φωτός. Η χημική αντίδραση της φωτοσύνθεσης είναι:
6CΟ2 + 6Η2 –> C6Η12Ο6(γλυκόζη) + 6Ο2 + Ενέργεια
Στην πραγματικότητα όμως η φωτοσύνθεση γίνεται με μια σειρά πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις. Ο τόπος όπου γίνονται οι αντιδράσεις αυτές είναι οι χλωροπλάστες. και η χλωροφύλλη που βρίσκεται σε αυτούς είναι μια ουσία που κάνει τα φυτά πράσινα και πολύ σημαντική για την όλη διαδικασία. Η γλυκόζη είναι υδρογονάνθρακας που χρειάζονται τα φυτά.
Εκτός από τα ανώτερα πράσινα φυτά, υπάρχουν άλλα κατώτερα χωρίς χλωροφύλλη, που διασπούν το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας και συνθέτουν οργανικές ουσίες. Οι λειτουργίες τους αυτές ονομάζονται χημειοσύνθεση και φωτοχημειοσύνθεση. Τέτοια φυτά είναι μερικά βακτήρια.
Το υδρογόνο για αντίδραση της φωτοσύνθεσης προέρχεται από το έδαφος μέσω των ριζών των φυτών. Τα φυτά δίνουν την περίσσεια οξυγόνου η οποία είναι ζωτικής σημασίας για τα κύτταρα άλλων οργανισμών. Τα σάκχαρα όπως είναι η γλυκόζη χρησιμοποιούνται από τα φυτά σαν πηγή ενέργειας. Είναι τροφή την οποία τα φυτά χρειάζονται για να μεγαλώσουν. Τα φυτά στην συνέχεια με την σειρά τους παρέχουν τροφή για τους υπόλοιπους τύπους οργανισμών.
6. Ακτινοβολία UV στα φυτά
Η ηλιακή ακτινοβολία είναι η πηγή ενέργειας που στηρίζει την οργανική ζωή στη γη. Η φυτική παραγωγή είναι στην πραγματικότητα η εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας.
Οι τρεις περιοχές της ηλιακής ενέργειας που είναι σημαντικά για τη ζωή των φυτών. Το μικρότερο φάσμα της ακτινοβολίας μήκους κύματος (UV) σε σχέση με το ορατό τμήμα ηλιακού φάσματος (<380nm) είναι χημικά πολύ ενεργό . Όταν τα φυτά εκτίθενται σε υπερβολικές ποσότητες αυτής της ακτινοβολίας, οι επιπτώσεις είναι συνήθως αρνητικές. Ωστόσο, η ατμόσφαιρα λειτουργεί ως ρυθμιστής σε αυτό το είδος της ηλιακής ακτινοβολίας, και κανένα φάσμα από τις ακτίνες γάμα (γ) και ακτίνες Χ δε φτάνει στην Γη (Evans, 1973). Η υπεριώδης ακτινοβολία (UV) του συγκεκριμένου τμήματος που φτάνει στην επιφάνεια της γης είναι πολύ χαμηλή και συνήθως σε ανεκτά επίπεδα για τα φυτά.
Η ηλιακή ακτινοβολία στο υψηλότερο τμήμα του ορατού μήκους κύματος, που αναφέρεται ως υπέρυθρη ακτινοβολία, έχει θερμικές επιδράσεις στα φυτά. Λόγω της παρουσίας των υδρατμών, αυτή η ακτινοβολία δεν βλάπτει τα φυτά, και προμηθεύει την απαραίτητη θερμική ενέργεια για το περιβάλλον.
Η τρίτη φασματική περιοχή, που εκτείνεται μεταξύ της υπεριώδους και της υπέρυθρης ακτινοβολίας, είναι το ορατό μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας και αναφέρεται ως φως. Αυτό το τμήμα της ηλιακής ακτινοβολίας παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη των φυτών και την ανάπτυξη μέσω των διαδικασιών της σύνθεσης της χλωροφύλλης στην φωτοσύνθεση και μέσω των φωτοευαίσθητων ρυθμιστικών μηχανισμών όπως φωτοτροπισμός και η φωτοπεριοδική δραστηριότητα. Φως με τη σωστή ένταση, την κατάλληλη ποιότητα και την απαιτούμενη διάρκεια είναι απαραίτητο για τη φυσιολογική ανάπτυξη των φυτών. Η ελάχιστα διαθέσιμη ακτινοβολία είναι συχνά υπεύθυνη για ανωμαλίες και άλλες διαταραχές των φυτών. Στη πραγματικότητα όλα τα τμήματα των φυτών, άμεσα ή έμμεσα επηρεάζονται από αυτό το τμήμα του φάσματος. Επηρεάζεται η παραγωγή της καλλιέργειας, η σταθερότητα, η δύναμη, και το μήκος του φυτού, η απόδοση και το συνολικό βάρος του φυτού , το μέγεθος των φύλλων και η ανάπτυξη ρίζας. Το μήκος της ημέρας ή η διάρκεια της περιόδου του φωτός καθορίζει την άνθηση και έχει μια βαθιά επίδραση στο περιεχόμενο των διαλυτών υδατανθράκων που περιέχονται στα φυτά. Η πλειοψηφία των ανθέων των φυτών αναπτύσσεται φυσιολογικά μόνο όταν εκτίθενται σε ορισμένες ειδικές φωτο περιόδους. Έτσι με βάση αυτό το κριτήριο τα φυτά έχουν ταξινομηθεί ως μικρής ημέρας, μεγάλης μέρας και ουδέτερα φυτά. Όταν οι άλλοι περιβαλλοντικοί παράγοντες δεν είναι περιοριστικοί, η φωτοσύνθεση αυξάνεται με την μεγαλύτερη διάρκεια της περιόδου του φωτός.
7. Θερμοκρασία νερού στο πότισμα
Το νερό καλυτερεύει την ποιότητα όλων των φυτών, αλλά ιδιαίτερα των λαχανικών. Είναι απαραίτητο ωστόσο να έχουμε ακριβή γνώση της ανάγκης για νερό των φυτών, καθώς και τα κατάλληλα εργαλεία για να εξασφαλίζουμε έγκαιρα ποτίσματα. Για μερικά λαχανικά, φτάνει ένα πότισμα που δε θα έπρεπε να γίνει, για να επιδράσει αρνητικά στην ποιότητα των καρπών. Το πότισμα είναι το πιο σημαντικό, αλλά και το πιο λεπτεπίλεπτο παραγωγικό μέσο.
Τα φυτά αντιδρούν με εντυπωσιακό τρόπο στο πότισμα. Το νερό περιορίζει την ανάπτυξη της ρίζας, η οποία μεγαλώνει και επιμηκύνεται ψάχνοντας για υγρασία. Όταν βρει υγρασία, η ρίζα αναπτύσσεται σ” αυτό το μέρος και δεν επιμηκύνεται πια. Στη λαχανοκομική, το νερό εξασφαλίζεται με τα ποτίσματα και μονάχα στην περίπτωση που τα φυτά έχουν περιορισμένες ανάγκες για νερό πρέπει να διευκολύνουμε την ανάπτυξη της ρίζας, ελαττώνοντας το πότισμα στην πρώτη περίοδο της ζωής του φυτού, για να δημιουργήσουμε κατάλληλες συνθήκες στο φυτό, ώστε να αντιδρά καλύτερα στην ξηρασία.
Για το πότισμα, το νερό της βροχής είναι το καλύτερο, τα άλλα τόσο καλύτερα είναι όσο περισσότερο μοιάζουν με το βρόχινο. Η ποιότητα του ποτιστικού νερού εξετάζεται σε σχέση με τους εξής παράγοντες: θερμότητα, πλούτο σε άλατα, αερισμό και καθαρότητα. Το νερό της βροχής σε σχέση με αυτούς τους παράγοντες μπορεί να θεωρηθεί θαυμάσιο: έχει σχεδόν την ίδια θερμοκρασία με τον αέρα, είναι αερισμένο, δεν περιέχει ασβέστιο, αλλά απεναντίας άζωτο.
Τα φτωχά σε άλατα νερά μας αναγκάζουν απεναντίας να χρησιμοποιούμε πολλά λιπάσματα, συνεπώς το πότισμα με νερά που περιέχουν τη σωστή ποσότητα αλάτων έχει πολλά πλεονεκτήματα. Αν το νερό έχει υπερβολικά άλατα, το έδαφος μετά από μια λίγο πολύ μακριά περίοδο μπορεί να γίνει αλμυρό και η αλμυρότητα φεύγει μονάχα ύστερα από πλύσεις με μεγάλες ποσότητες νερού.
Το ποτιστικό νερό δεν πρέπει να είναι πολύ πιο κρύο από το έδαφος, ιδιαίτερα το καλοκαίρι, που είναι η εποχή που συνήθως κάνουμε περισσότερα ποτίσματα. Τα κρύα νερά πρέπει πρώτα να έρθουν σε επαφή με τον αέρα, ώστε να ζεσταθούν με την επαφή τους με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος.
Κρύο νερό
Χρησιμοποιώντας το κρύο νερό δεν σκοτώνει απαραιτήτως το φυτό, αλλά μπορεί να το σταματήσει από την ανάπτυξη και την ανθοφορία. Αυτό συμβαίνει επειδή η μονάδα εισέρχεται σε μια κατάσταση που ονομάζεται χειμερινή λειτουργία.
Ζεστό νερό
Χρησιμοποιώντας το ζεστό νερό το φυτό, μαραίνεται ακόμα και αν είναι ανθισμένο υγιές. Δεν χρησιμοποιούμε ζεστό νερό κάτω από οποιαδήποτε περίσταση
Εξαιρέσεις στον κανόνα
Τα φυτά που μεγαλώνουν σε εξωτερικούς χώρους που χρησιμοποιούνται για διαφορετικές θερμοκρασίες, λαχανικά και άλλα φυτά δεν θα καταστραφεί ούτως ή άλλως, αν χρησιμοποιείτε κρύο ή ζεστό νερό από το κανονικό.
Βρόχινο νερό
Χρήση των ομβρίων υδάτων για την άρδευση των φυτών είναι μια πολύ καλή ιδέα, επειδή το νερό της βροχής περιέχει περισσότερα ανόργανα άλατα και θρεπτικά συστατικά. Η αποθήκευση και η χρήση του βρόχινου νερού είναι μια αποτελεσματική μέθοδος άρδευσης.
ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ – ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ
βήμα 1: Οι δεξαμενές
Χρησιμοποιούμε 2 δεξαμενές, στην μία δεξαμενή κάνουμε δυο τρύπες, αριστερά και δεξιά,20 χιλιοστών και τοποθετούμε 2 μαστούς δεξαμενής,στο καπάκι είναι κολλημένο ένας HC-SR04(αισθητήρας) για να μετράει την στάθμη του νερού . Μέσα στην δεξαμενή τοποθετούμαι μια βυθιζόμενη αντλία 300 λίτρα την ώρα ,για να μεταφέρει αρκετή ποσότητα νερού προς το θερμοκήπιο.Σε μια απτούς δύο μαστούς τοποθετούμε έναν διακόπτη νερού για άλλες εργασίες.Ενώ στον άλλο μαστό συνδέουμε μια δεξαμενή.
Στην άλλη δεξαμενή χρειάζεται μόνο έναν μαστό με την ίδια περίμετρο τρύπας, επίσης, τοποθετείται μια θερμαντική αντίσταση ώστε να ζεσταίνεται το νερό σε κακές καιρικές συνθήκες για να μην βλάψει τα φυτά.
Στον πίνακα 1 φαίνεται η σύνδεση σου αισθητήρα HC-SR04 με τον Arduino Mega 2560
Πίνακας 1
Στον επόμενο πίνακα φαίνεται η συνδεσμολογία της Αντλίας με τον Αrduino Mega.
Στον πίνακα 2 φαίνεται η σύνδεση της θερμικής αντίστασης με τον ρελέ.
Πίνακας 2
βήμα 2 Το θερμοκήπιο
Το θερμοκήπιο μας αποτελείται από δυο μικρά θερμοκήπια τα οποία έχουμε ενώσει μεταξύ τους για να μεγαλώσουμε περισσότερο την παραγωγή των φυτών.Έχουμε τοποθετήσει 2 ανεμιστήρες ( 12V) ο ένας εισάγει ψυχρό αέρα από το περιβάλλον κι ο άλλος εξάγει προς τα έξω τον ζεστό αέρα του θερμοκηπίου.Έχουμε τοποθετήσει περιμετρικά του θερμοκηπίου ειδική λεντοταινία που παράγει εδικό φως για να βοηθήσει την ανάπτυξη των οπωροκηπευτικών κατά τις ώρες που δεν υπάρχει ηλιοφάνεια.Στην ένωση των δυο θερμοκηπίων έχουμε τοποθετήσει μια λάμπα πυρακτώσεως (25 Watt) με σκοπό κατά την χειμερινή περίοδο να διατηρεί την θερμοκρασία σταθερή μέρα νύχτα.Στην οροφή των θερμοκηπίων έχουμε τοποθετήσει δυο σερβοκινητήρες οι οποίοι θα έχουν την δυνατότητα να ανοιγοκλείνουν τα τζάμια της οροφής με σκοπό να επιτρέπουν την φυσική διέλευση εξωτερικού αέρα μες το θερμοκήπιο για να έχουμε χωρίς κατανάλωση ενέργειας εξομάλιση της εσωτερικής θερμοκρασίας.Στην βάση των θερμοκηπίων έχουμε τοποθετήσει 20 γλαστράκια με χώμα και λίπασμα
- Ζαρζαβατικά: πιπεριές, κολοκυθάκια, σπανάκι, κρεμμύδια, αγγούρια.
βήμα 3: σωληνώσεις ποτίσματος εντός θερμοκηπίου
Πάνω από τα γλαστράκια έχουν τοποθετηθεί σε ελικοειδή μορφή σωλήνας ποτίσματος διαμέτρου Φ6 και περνώντας ο σωλήνας αυτός πάνω από το κάθε γλαστράκι μπαίνει σε σειρά ιδικό ΜΠΕΚ ποτίσματος για να μπορέσει να μεταφέρει το βρόχινο νερό της δεξαμενής να μπει μέσα στο γλαστράκι
βήμα 4: ηλεκτρονικά μέσα στο θερμοκήπιο
Μέσα στο θερμοκήπιο πρέπει να ελέγχεται η υγρασία του χώματος που βρίσκεται μέσα στα γλαστράκια η οποία πρέπει να παραμένει κατά μέσο όρο σταθερή και γι’αυτό τον λόγο χρησιμοποιούμε δυο αισθητήρες HW-103 για να έχουμε διπλή μέτρηση της υγρασίας είτε για την διαπίστωση του σωστού ποτίσματος είτε στην περίπτωση βλάβης να δουλεύει ο ένας απ’τούς δυο.
Στον παρακάτω πινάκα φαίνονται οι ακίδες των αισθητήρων και η σύνδεση τους με τον arduino mega.
Μέσα στο θερμοκήπιο έχουμε τοποθετήσει ένα ψηφιακό θερμόμετρο τύπου DHT-11 για να ελέγχουμε την θερμοκρασία του θερμοκηπίου.Στον παρακάτω πίνακα φαίνεται η σύνδεση του DHT-11 με το Arduino Mega.
Στους επόμενους πίνακες φαίνεται η συνδεσμολογία των ανεμιστήρων που ενεργοποιούνται μεσώ ρελέδων.
Στον επόμενο πινάκα φαίνεται η συνδεσμολογία της θερμαντικής λάμπας 25 Watt και ενεργοποιήται μεσώ ρελέδων.
Στον επόμενο πινάκα φαίνεται η συνδεσμολογία της Ηλεκτροβάνας που ενεργοποιήται μεσώ ρελέ.
Στον επόμενο πινάκα φαίνεται η συνδεσμολογία του LED Ανάπτυξης ενεργοποιήται μεσώ ρελέ.
Μέσα στο θερμοκήπιο υπάρχει έχουμε βάλει δύο σερβοκινητήρες να βρίσκονται στην οροφή και μετά από τις εντολές του μικροελεγκτή μόλις ανιχνεύει υψηλή θερμοκρασία ενεργοποιεί πρώτα τους κινητήρες που αυτοί με τη σειρά τους ανοίγουν τα τζάμια της οροφής για να μπαίνει μέσα φυσικός αέρας έτσι ώστε να μη χρειαστεί να δουλέψουν οι ανεμιστήρες και κατά συνέπεια αυτό θα έχει εξοικονόμηση ισχύος η παροχής ενέργειας και θα άφηνε τις μπαταρίες μας γεμάτες ,στο παρακάτω πίνακα φαίνεται η συνδεσμολογία των δύο σέρβο κινητήρων που απαιτούν τροφοδότηση 5 volt τροφοδοσίας και θα πάρουν σήμα από δύο ψηφιακές ακίδες του Arduino που υποστηρίζουν την PDΜ.
Οι σερβοκινητήρες είναι τοποθετιμένοι αριστερά και δεξιά στην πάνω πλευρά του θερμοκηπίου.
βήμα 5: ηλεκτρονικά εκτός θερμοκηπίου στο ταμπλό
Ηλιακό Πάνελ 100W όπου συνδέεται με ένα ρυθμιστή φόρτισης 10Α(LD2410C) ο οποίος συνδέεται άμεσα με τρεις μπαταρίες (12V, 7Ah) για να τις φορτίζει. Κάτω από το ηλιακό πάνελ υπάρχει ένα ταμπλό όπου είναι στερεωμένος ο φορτιστής μαζί με τις μπαταρίες μαζί με 6 διακόπτες και LED, με τους οποίους κάνουμε χειροκίνητο έλεγχο όλων των συσκευών πού υπάρχουν μέσα και έξω από το θερμοκήπιο δηλαδή οι διακόπτες είναι αριθμημένοι παράδειγμα ο sw1 είναι για την ενεργοποίηση της αντλίας, ο sw2 είναι για, πατάμε το διακόπτη τρία sw3 και τέσσερα είναι για τους δύο ανεμιστήρες που έχουμε μέσα στο θερμοκήπιο για να εξαερίσουν το χώρο και να κατεβάζουν την θερμοκρασία.Ο sw5 μέσω του ρελέ 5 ενεργοποιεί την ηλεκτροβάνα,απ’το sw6 ενεργοποιούμε το led ανάπτυξης. Το ρελέ 7 δίνει ρεύμα στην λάμπα θέρμανσης και το ρελέ 8 δίνει ρεύμα για θέρμανση του νερού.
Επίσης πάνω στο ταμπλό έχουμε φτιάξει μία χειροποιητη πλακέτα ενός τροφοδοτικού το οποίο θα παίρνει 12 volt από τις μπαταρίες και θα παράγει μία τάση 5V, δυνατότητα παροχής ρεύματος ενός αμπέρ για να τροφοδοτήσει τόσο την πλακέτα του μικροελεγκτή αλλά και τα υπόλοιπα περιφερειακά του, που είναι δύο αισθητήρες ανίχνευση υγρασίας στο χώμα για να μπορέσουμε να μετράμε την υγρασία του και να κανονίζουμε την ποσότητα του νερού που θα πρέπει να διοχετεύσουμε. Όλο το χειρισμό του θερμοκηπίου την κάνει ένας μικροελεγκτής Arduino mega 2560 πάνω στον οποίο έχουμε τοποθετήσει και μία οθόνη lcd τύπου d1 robot για να μπορέσει κάποιος να διαβάζει τόσο τα μηνύματα που έρχονται από τους αισθητήρες και τις διάφορες τιμές που στέλνει ο καθένας τους. Επιπλέον πάνω στο ταμπλό θα βρείτε τρεις μπαταρίες οι οποίες είναι 12V 7 αμπερώρια σε χωρητικότητα για να μπορέσουμε εκεί να αποθηκεύουμε την ενέργεια που παίρνουμε από τον ήλιο και να τροφοδοτούμε τα διάφορα αισθητήρια και τα υπόλοιπα περιφερειακά που χρειάζεται το θερμοκήπιο για λειτουργήσει και τέλος λόγω του ότι εκμεταλλευόμαστε την ηλιακή ενέργεια με ένα ηλιακό πάνελ 100w υπάρχει και ένας ρυθμιστής φόρτισης ο οποίος μπορεί να παρέχει μέχρι και 10 αμπέρ ρεύμα φόρτισης στις μπαταρίες, επάνω του έχει δικιά του lcd οθόνη και μας παρέχει ενδείξεις τόσο της τάσης που παράγει το ηλιακό πάνελ σύμφωνα με την ενέργεια που δέχεται από τον ήλιο καθώς και την τάση των μπαταριών,επίσης φροντίζει να είναι πάντα φορτισμένες οι μπαταρίες και να προσέχει βέβαια και να μην γίνει η υπερφόρτωση αυτών.
βήμα 6 : ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΗ
Ο προγραμματισμός γίνεται με τον κλασικό τρόπο διασύνδεσης, ακολουθεί συνοπτικός κώδικας και στο τέλος εικονίδιο που σας μεταφέρει στο Github για κατέβασμα όλου του κώδικα.
//ρελεδες
#define relay1 21 //Σύνδεση relay1 στο pin 21
#define relay2 23 //Σύνδεση relay2 στο pin 23
#define sw1 15 //Διακόπτης Χειροκίνιτου Ελέγχου
#define sw2 16 //Διακόπτης Χειροκίνιτου Ελέγχου
//DHT-11 //Αισθητήρας Θερμοκρασία Περιβάλλοντος
#include <dht.h>
dht DHT;
#define DHT11_PIN 14 // DHT-11(AM2302)
float hum;
float temp;
int limit3 = 25;
int limit4 = 30;
int limit5 = 15;
//HW-103 //Αισθητήρας Υγρασίας Εδάφους
int sensorPin1 = A7;
int sensorValue1;
int limit1 = 300;
int sensorPin2 = A8;
int sensorValue2;
int limit2 = 300;
//Fans
#define relay3 25 //Ενεργοποίηση Ανεμιστήρα 1
#define relay4 27 //Ενεργοποίηση Ανεμιστήρα 2
#define sw3 17 //Διακοπτης Χειροκίνιτου Ελέγχου Ανεμιστήρα 1
#define sw4 18 //Διακοπτης Χειροκίνιτου Ελέγχου Ανεμιστήρα 2
//Led Ανάπτυξης
#define relay6 31 //Ενεργοποιεί τα Led Ανάπτυξης
#define sw6 20 //Διακόπτης Χειροκίνιτου Ελέγχου Led Ανάπτυξης
//DS18B20 //Αδιάβροχος Αισθητήρας Θερμοκρασίας
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#define ONE_WIRE_BUS 24
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);
float Celcius=0;
Arduino code για το θερμοκήπιο