Автоматизированный орхидариум

image


Хочу рассказать про созданное мной устройство для выращивания капризных и экзотических растений. Растения, требующие определенного температурного режима, влажности, изменения длины светового дня, будут прекрасно себя чувствовать, расти и радовать глаз без необходимости постоянного наблюдения. Опыт использования в течение двух лет, картинки прилагаются.

Зачем это нужно


Так получилось, что у меня есть весьма своеобразное хобби – выращивать экзотические растения. Но следить за ними, поддерживать влажность, поливать, подсвечивать по расписанию не получается, ибо лень работа отнимает почти все время. Поэтому, используя навыки технаря, смекалку и книгу “Все о комнатных растениях”, я решил создать это устройство. Идея проста. Создаем изолированную среду, навешиваем датчиков, добавляем управляющие механизмы, пару ламп, микронасос. Пишем код как обычно аккуратно и надежно и вуаля! На основе информации с датчиков, текущего времени и расписания, механизмы создают оптимальные условия для бурного роста.

image


Закупка и сборка компонентов


Первым делом я заказал террариум (вот такой), и он идеально подошел. Нижняя часть не пропускает воду, верхняя — открывается и обеспечивает хороший доступ внутрь.

Также потребовалось приобрести галогеновые лампы, которых, по моим расчетам, должно было быть достаточно для активного роста. Как показала практика, мощности у них маловато, поэтому вскоре пришлось докупать еще.

image


Что касается датчиков, я брал следующие:
— датчик влажности, температуры и давления
— датчик освещенности
— датчик концентрации углекислого газа
— датчик температуры почвы (в виде термопары)
— 2 веб-камеры для съемки процесса роста растений с разных ракурсов.

image


Все заказы я оформил здесь. Затем подключил датчики и реле по usb через один большой usb хаб. Управляющий код писал на питоне. Спасибо этой статье за рассказ о них.

Помимо датчиков я также купил:
— 4 реле управления
— светодиодный дисплей
— еще одну специальную светодиодную лампу
— микронасос
— нагревательный кабель
— обычный компьютерный кулер
— usb-хаб для подключения датчиков.

В качестве “мозга” я выбрал raspberry pi, который в дальнейшем заменил старым нетбуком.

Датчики я поместил внутрь орхидариума, закрепив с помощью силикатного клея. Остальные же компоненты системы вынес наружу, на верхнюю крышку. Первоначально эта крышка была деревянной, но от повышенной влажности она начала отсыревать и выгибаться. Пришлось заменить ее на плотную бумагу.

image


Для создания оптимальной среды внутри орхидариума потребовалось решить следующие задачи:
— Создание оптимальной температуры.
— Создание оптимального уровня влажности.
— Регулирование светового дня (день-ночь).
— Автоматизированный полив.
— Периодическая вентиляция воздуха.
Расскажу подробнее о каждой.

Создание и поддержание оптимальной температуры


Поскольку чудо-устройство находится в квартире, проблема поддержания оптимальной температуры не стояла остро. Нагрев воздуха происходил благодаря террариумным люминесцентным
лампам, которые слабо светили, но сильно грели. Летом, когда температура в террариуме поднималась выше 30 градусов, основное освещение отключалось, оставалась работать только светодиодная лампа. Когда температура приходила в норму, освещение восстанавливалось.
Зимой же (в том числе ночами) температура никогда не опускалась ниже 24 градусов.
При выключении ламп по ночам температура снижалась, и происходили суточные колебания температур.

Создание оптимального уровня влажности


При планировании конструкции я опасался, что это будет сложной задачей. В голову приходили самые разные идеи: от обычной влажной (периодически смачиваемой) ткани внутри, до предварительной камеры с испарителями. В конце концов, все решилось гораздо проще. На дно террариума я положил термокабель, на него — слой керамзита (схема 1). Эта часть террариума постоянно находится в воде. При понижении влажности ниже порога термокабель включается, подогревает воду, увеличивая испарения и тем самым повышая влажность. Температура воды при этом повышается всего на несколько градусов. Также влажность создают и сами растения. В итоге, при повышении влажности термокабель отключается. Как мера борьбы с излишней влажностью, проведена вентиляция.

image


Регулирование светового дня (день-ночь)


Здесь тоже все относительно просто: по расписанию включаем/отключаем лампочки с помощью реле. Для имитации рассвета и заката включаем не все прожекторы разом, а по очереди.

Автоматизированный полив


Автоматизированный полив реализован с помощью микронасоса, который по расписанию раз в неделю перекачивает воду из резервуара в нижнюю часть орхидариума. Полив отдельных растений не происходит по следующим причинам:
— Из-за высокой влажности в нем просто нет необходимости.
— Урон растению от переувлажнения почвы больше, чем от небольшого недостатка влаги.

image


Периодическая вентиляция воздуха


Реализована с помощью реле управления, расписания и компьютерного кулера.

Общее устройство


Финальная конструкция состоит из:
Внешняя часть:
— Корпус террариума;
— Галогеновая лампа + уф лампа;
— Светодиодная лампа;
— Нетбук;
— Raspberry;
— USB хаб;
— Реле;
— Микронасос;
— Кулер.
Внутренняя часть:
— Слой керамзита, постоянно находящийся в воде;
— Слой керамзита не в воде;
— Слой мха;
— Горшки с тропическими растениями.
Мох был куплен и выложен поверх слоя керамзита. Он выполняет дезинфицирующую функцию и поддерживает влажность. В данный момент каждое растение находится в своем отдельном горшочке для удобства и дополнительного контроля от переувлажнения корней. В дальнейшем, я планирую высадить их прямо в мох.
Одно растение подвешено к задней стенке, имитирующей камень.

Динамика развития растений за 2 года


Растения растут очень активно. Если вне подобного устройства орхидеи более крупных видов растут, выпуская по одному листочку и парочке корней в месяц, то внутри террариума наблюдается безумие гораздо более активный рост: корни выпускаются пучками, а лист может вырасти за пару недель.

Первоначально в террариум был посажен 10 сантиметровый побег орхидеи-лианы Vanilla. За 2 года мне приходилось трижды обрезать и удалять из террариума её отросший стебель, потому что он заполонял весь орхидариум.
Мох, что я выложил по дну, прошел различные стадии развития.

От попадания во влажную теплую среду он позеленел и даже пытался немного расти. Но то ли условия были не те, то ли не стоило экспериментировать с удобрениями – в итоге он весь посерел, а затем и почернел. Наблюдать подобную картину мне не хотелось, поэтому на некоторое время я убрал весь мох, так что на дне террариума временно остались только керамзит и вода. Эстетика от этого, понятное дело, страдала, и я решил предпринять вторую попытку. Закупил мхи разных видов (в основном сфагнум) и выложил их более толстым слоем. Не помогло. Мох снова посерел и почернел. Расстроившись, я присыпал его остатками купленного мха, чтобы не так сильно бросалось в глаза. И, о чудо! На перегное начали расти небольшие зеленые побеги. Честно говоря, я до сих пор не знаю, что это за вид, но за пару месяцев он разросся и заполонил весь орхидариум. Смотрится неплохо. Единственное место, где он не растет, – прямиком под лампой, где, видимо, для него слишком ярко.

Также в орхидариум были занесены два семени ивы, которые успешно проросли. Одна растет прямо в слое мха, и его приходится регулярно обрезать, чтобы листья не закрывали остальные растения.

Фейлы, неудачи, курьезные моменты


В процессе использования этого модифицированного террариума, конечно, были и неудачи. Вот некоторые из них.
Пожалуй, крупнейшим провалом была гибель одной из самых разросшихся орхидей. Сказалось отсутствие опыта, информации по выращиванию растений в орхидариумах и Эффект Пигмалиона. Прочитав пару книжек про жизнь орхидей в естественных условиях, я выяснил, что орхидеи часто вступают в симбиоз с грибами. Поэтому, когда в одном из горшков начало разрастаться что-то серое и отдаленно напоминающее мицелий гриба, я радовался, как ребенок. Итог оказался печален – через месяц подобного активного роста “гриба” орхидея начала желтеть и сбрасывать листья по одному каждые 2 дня. Почитав умные книжки повнимательнее, я понял, что это гриб-паразит, появившийся от переувлажнения. Он съел орхидею изнутри, мне удалось спасти лишь 20% растения. Пришлось обрезать почти все корни и верхушку. Тем не менее, образовались новые точки роста, и сейчас орхидея продолжает расти.

Когда миниатюрная драгоценная орхидея впервые решила зацвести (в обычных условиях это случается редко) я подумал, что стебель вытягивается слишком сильно из-за отсутствия света, обрезал цветонос и поставил растение поближе к свету. Позже я понял свою ошибку, сейчас орхидея снова собирается цвести.

Однажды, ради эксперимента, я поменял светодиодную лампу на другую — со спектром, смещенным в красную часть. Все орхидеи остановились в росте и, как по команде, зацвели.

Кроме того, я не сумел использовать raspberry pi как «мозг» моего устройства. Постоянно возникали ошибки передачи данных от датчиков к raspberry. При замене его на старый нетбук с линуксом все заработало отлично.

Заключение


По-моему, получилось неплохое устройство для автоматизации процесса выращивания капризных растений. И, наблюдая за маленьким тропическим оазисом у себя дома, можно получать эстетическое удовольствие после долгого трудового дня.

Similar posts

Ads
AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

More

Comments 49

    0
    Великолепная реализация! Планируется ли какая-либо автоматизация внесения удобрений?
      0
      Автоматизация внесения удобрений пока не планируется, поскольку это необходимо редко, и концентрация может меняться в зависимости от ситуации.
      0
      Благодаря таким вот постам на гиктаймс стали заходить любители и других, кхм, капризных растений )
        0
        Для других капризных растений этому решению не хватает угольного фильтра и светоизоляции: все на виду и цветами сильно пахнуть будет.
          0
          Угу, и бросились собирать автоматизированный ганджубариум.
            0
            Он и не автоматизированный в виде шкафа с днатом и ведром удобрений вполне нормально у людей функционировал :)
          0
          Еще бы видео с камер.
            0
            Если будет следующая статья подобной тематики, обязательно создам анимацию из фотографий с камер.
            +4
            В качестве хобби отлично, но эстетики нет никакой. Растения должны вписываться в интерьер, а не в аквариум имхо. Хотя может быть орхидеи ты воткнул туда временно, а на деле там у тебя растут другие растения?)
            Мне обидно за орхидею, в естественно среде они ведь не растут в горшках или земле или в коре. Они слегка цепляются корнями за кору деревьев и отращивают длинные воздушные корни: которые забирают влагу из влажного воздуха. Вытащи ее плз из гошка!)
              0
              сделай хотя бы примерно так:

              https://dl.dropboxusercontent.com/u/10038339/orh-2.jpg

              теги вставлять не могу.
                0
                Выглядит красиво, но сколько нужно ухода за таким произведением? Как поддерживать высокую влажность? Постоянно опрыскивать? Каждую неделю носить в ванну и там «купать»? Будет ли стекать лишняя влага прямо на пол? А внесение удобрений, редкое, но все же необходимое? Слишком много требуется сил и времени. По-моему мнению, проще автоматизировать.
                0
                В ванной комнате с северным окном много лет живут и регулярно цветут все купленные в ИКЕА орхидеи. Увлажнение листьев раз в сутки из пульвера.
                  0
                  я не в тому, что они умирать должны. Но если уж сделан им террариум с влажностью и светом, то почему бы их не растить как в природе, без горшков?
                    0
                    Жена использует стоковые горшки, где вместо земли кора и пенопласт. Корни фактически в воздухе находятся.
                      0
                      Да ради бога, хотя я бы посоветовал стеклянные вазы, неплотно заполненные корой, потому что так красивее, но у автора террариум и горшки там не нужны вообще, так как без них орхидеи выглядят круче.
                        0
                        в стоке как раз стеклянные и неплотно заполненные ))
                          0
                          Да, можно оборудовать такой орхидариум, чтобы орхидеи росли «прямо в грунте / коре / мхе». Но это требует больших размеров террариума, для создания достаточного слоя субстрата.
                        +1
                        В природе помимо эпифитных видов орхидей, существуют и наземные виды весьма нуждающиеся в почве. Людизии, ряд блетил и тд.
                        Если ставить задачу украсить интерьер — это одна тема. Если ставить задачу — суметь содержать редкий и сложный вид — это совсем другая тема
                        0
                        Кроме фаленопсисов и дендробиумов из Икеи, в природе существуют и другие виды орхидей, некоторые из которых совсем не будут расти в условиях квартиры без теплички. Совсем от слова никак.
                        К орхидеям остался более менее равнодушен, содержу три вида. Подсел на бромелиевые, собственно озадачен изготовлением бромелиариума к осени. Пара идей заинтересовала, но все таки пока планирую тепличку по типу закрытый стеллаж из аквариумного стекла склееную на герметике с несколькими ярусами — полками
                        0
                        Эстетика — дело вкуса.
                        Как растут орхидеи — зависит от вида.
                        Описанный вами способ роста в большей степени относится к орхидеям вида Vanda. Миниатюрные фаленопсисы прекрасно растут в субстрате, а орхидеи вида Macodes Petola не имеют воздушных корней, и если их «вытащить плз из горшка» — погибнут.
                        0
                        Еще бы код
                          +2
                          Простите, а что за лампа дала вашим охидеям команду на цветение? Есть ли на нее описание?
                            0
                            Нужна просто лампа с красным цветом, почитайте спектры необходимые растениям. Вот например хороший источник http://www.beeled.ru/images/LEDS/dissert.pdf
                              0
                              Я посмотрел вашу ссылку, но хотелось бы посмотреть именно на вашу лампу.
                            0
                            neadlomexl, в какую сумму вылились все комплектующие?
                              0
                              К сожалению, не могу назвать точную сумму, поскольку компоненты покупались постепенно.
                              Самые дорогие компоненты — это сам террариум (ссылка на магазин есть в тексте), реле и датчики (ссылка есть там же).
                              При желании можно находить более дешевые аналоги, но с ними будет и больше хлопот.
                              0
                              Хотелось бы побольше почитать про какая именно температура/влажность удерживается, сколько времени производится досветка, как часто используется лампа со спектром смещённым в красный, на сколько времени происходит подтапливание и т.д.
                                0
                                Я старался создать условия максимально приближенные к тропическим и, соответственно, продолжительность светового дня, температурный режим, влажность подбирались из этих соображений. Влажность варьировалась от 70 до 80%, лампа со смещенным спектром в красный использовалась один раз.
                                0
                                Посоветуйте пожалуйста литературу про все это дело. Получить данные о температуре и т.д. просто, но не понятно как потом их обработать.
                                  0
                                  В целом, про комнатные растения можно почитать «Все о комнатных растениях» Д.Г.Хессайона. По орхидеям: Густав Шоссер «Орхидеи».
                                  –1
                                  Прекрасно. Мне отдали орхидею в плачевнейшем состоянии, но тем не менее она оклемалась и даже пытается листья отращивать.
                                  Надо запилить такую чудо-коробку, но попроще.
                                    0
                                    Вопрос, а не пробовали использовать ультозвуковой распылитель?
                                    Вроде для растений лучше будет чем полив.
                                      0
                                      Не пробовал, спасибо за идею.
                                        0
                                        Не используйте ультразвуковой, это всего лишь туманогенератор, не эффективный для увлажнения. Если хотите натуралистичности, лучше взять насос для осмоса и форсунки, получите реалистичный дождь. Почему бы Вам не посмотреть форумы тех же держателей древесных лягушек? Они как раз используют похожие сетапы с влаголюбивыми орхидеями и мхами.
                                          0

                                          Где форсунки можно купить недорого? Я просто на балкон хочу

                                            0
                                            В автомагазине.
                                              0

                                              Это форсунки на двигатель? Дорогие? Туман мелкой пылью на выходе дают?

                                                0
                                                Полагаю, что имелись ввиду форсунки для омывателя
                                                  0

                                                  Они струю дают, а не распылитель

                                            0
                                            Именно так (через насос осмоса и форсунки) реализовано в виварии у ОрхидКармы
                                          0
                                          Вот тоже про него подумал, когда читал про регулирование влажности. Т.е. если временно влажность увеличить то 99%, то поливать не надо будет?
                                            0
                                            Через какое то время реально получить обрамление водорослями стенок террариума при высокой влажности
                                              0
                                              Обрастание
                                            +1
                                            А это мой орхидариум 15 лет назад.
                                            Из автоматизации — включение МГ прожекторов по таймеру и все, больше там ничего не нужно. Полив ручной, раз в неделю — помпа снизу + трубки сверху, устраивал растениям дождь на пару часов.

                                            Исходя из реального опыта эксплуатации — идеальны для орхидариума ванды и бромелиевые (в +30 на ярком свету и высокой влажности растут как сорняки, цветут без перерыва). Банальщина, типа фаленопсисов, и так прекрасно растет снаружи.

                                            И очень интересным был бы не теплый, а именно холодный орхидариум, с перепадами от 10 ночью до 20 днем. Там можно было бы выращивать очень красивые, но капризные холодолюбивые виды. Вот для такого варианта и пригодилась бы автоматизация.

                                            image

                                              +1
                                              А вот, с чего начиналось

                                              https://gyazo.com/113b5d1408b1d0d8c9606260024150da

                                              https://gyazo.com/75f85f41d29081e41e314474a474811c
                                                0
                                                Оттуда же, когда стало больше тилландсий.

                                                https://gyazo.com/f77e9d6518f07b6d0449df1937d3954a
                                                0
                                                Мне почему-то кажется, что значительная часть удовольствия, получаемая от хобби вида «выращиваю тропические растения», заключается в преодолении сложностей ухода. Автоматизация процесса сравнима в данном случае с покупкой вязального станка тем, чьё хобби — вязание.
                                                  0
                                                  Расскажите пожалуйста про лампы которые вы использовали, а так же было бы интересно увидеть полную схему орхидариума вместе с резервуаром для воды.
                                                  Спасибо.
                                                    0
                                                    А можно по подробнее про термокабель?

                                                    Only users with full accounts can post comments. Log in, please.