Контроллер для умной теплицы

    image
    Для умного дома есть куча решений, думаю, пора расширяться в сад.
    Предлагаю обсудить проект контроллера для умной теплицы.

    Добавлю, что все нижеперечисленное есть раздельными устройствами, не всегда совместимыми друг с другом, а нужна единая система, не требующая подгонки компонентов.

    Вот примерный перечень того, что хочется видеть в конечном устройстве:

    I этап — базовая функциональность
    Минимум 8 каналов для датчиков (влажность воздуха внутри, температура воздуха внутри и снаружи, температура почвы внутри и снаружи, температура воздуха в канале вентиляции, освещенность, 1 резервный);
    Отображение показаний датчиков на большом ЖК-дисплее (можно и LCD+тачскрин, но это вроде уже сильно дороже);
    Управление исполнительными устройствами:
    -открытие/закрытие кранов полива и залива бочек по заданной логике и показаниям датчиков;
    -включение/выключение вентилятора (как в одну, так и в другую сторону) по показаниям датчиков и логике;
    -включение ночью двух каналов LED-подсветки растений (синий и красный спектр) в разном соотношении, по заданному календарю.

    II этап — возможно в виде отдельно подключаемого модуля, ибо не всем нужно
    Работа с SIM-картой:
    -получение текущей информации о состоянии дел (показания датчиков) по SMS;
    -уведомления о критических ситуациях по нескольким номерам;
    -управление устройствами командами по SMS;
    -передача данных по GPRS/3G (для следующего этапа).

    III этап — плюшки
    Веб-интерфейс или приложение для Android:
    -получение текущей информации о состоянии дел (показания датчиков) по SMS;
    -архив показаний, графики;
    -управление устройствами через интерфейс;
    -изменение настроек и логики;
    -веб-камера или получение снимка;
    -показ прогноза погоды на ближайшие дни (виджет).

    Исходное питание: 12В (автомобильный аккумулятор, заряжается от солнечной батареи независимым контроллером).
    Платформа — Arduino/RoMeo/Rapsberry Pi/что-то аналогичное, ибо на рынке полно более-менее стандартизованных сенсоров и исполнительных устройств…
    Климатические условия: от -25 до +60, от влажности можно упрятать в герметичный промышленный бокс.

    Во сколько может обойтись разработка такого контроллера (по сути больше программирование, ибо стандартизованных датчиков и исполнительных устройств сейчас много)? Если без жадности?
    Может есть контроллеры «умных домов», где это все уже реализовано, просто датчики и исполнительные устрйства другого назначения?

    Думаю, при цене до 5 тыс. такой контроллер еще и неплохо бы продавался, что окупит первоначальные вложения.
    Поделиться публикацией
    Комментарии 53
      +1
      Для начала нужно обсудить вопрос с агрономом, который подскажет необходимые условия для тех или иных растений. А потом уже рассчитывать необходимые аппаратные и программные ресурсы.
        +3
        это планируется не для промышленных теплиц, а для некоммерческих теплиц на дачном участке, т.е. «агроном» — это обыкновенный дачник, которому не всегда удается быть рядом, поэтому есть потребность в автоматизации процессов. А необходимые условия (полив, температура, влажность) для большинства дачных растений довольно схожи, и конкретизируются программируемой логикой работы контроллера.
          0
          обыкновенный дачник такое не купит. А вот для зимних садов — очень востребовано будет.
            +4
            Не согласен! Я обычный дачник и такое бы купил!
              +7
              Дорогой хабраюзер, ты не можешь быть обыкновенным дачником.
              Хабра-дачник — это не обыкновенный дачник.
                +1
                это дачник-гик, да?
                Или, как в моем случае: хабраюзер-гик + дачник-отец = сотрудничество.
                  0
                  Ну я не только задумался так сделать, уже прикупил кое чего. Только вот руки не доайдут.
                  Вариант с ARM хороший + можно использовать датчики температуры (для себя я выбрал беспроводные)

                  + еще хорошо бы повесить открывание двери или окна для охлождения.

                  Это как минимум :)
                    0
                    не, открытие окон лучше доверить гидравлике (расширение жидкости приводит к открытию фрамуги) — если с питанием что-то случится то +50 в теплице убьет весь урожай, а так проветривание будет обеспечено автономно.
                    Контроллеру можно доверить отображение (или в SMS) состояния окон — открыто или закрыто — тупо геркон+магнит на фрамуге.
                      0
                      Можно скомбинировать два метода.

                      Как я уже писал нижн, основная пробелма не подобрать девайсы (это как раз простая часть)
                      А написать програмную часть :) Хочется не просто управлять правда? Самое ценное тут будет статистика.
                      Температура, влажность, сколько раз открывалась дверь, какая температура вне теплицы, вывести разницу температуры (тут уже можно подсчитать и теплопатери) В общем полет фантазии большой. Вопрос другой, кто бы сел и написал. У меня на энтузиазм банально нехватает время :)
          0
          Послушайте, примерно тем же самым загорелся, только после поста про «умный горшок». Солнечную батарею для зарядки автомобильного аккумулятора уже купил на алиэкспрессе, grow led lamps едут оттуда же, семена помидоров «черри» для выращивания на балконе тоже купил.

          Я собирался это сделать для своего удовольствия, в т.ч. кулинарного (любим нормальные помидоры), и в школе хотел детям подсунуть как проект, который можно реализовать вместо того, чтобы тупить в телевизор. О коммерческой стороне не думал, о том чтобы это реализовать в отдельном контроллере тоже не думал, но все возможности есть. Объединим усилия?
            0
            для школьного проекта дорого выйдет — даже готовый отечественный контроллер уже в 3,5 выйдет, плюс датчики, питание, свет и прочее. Печалька, около 20 т.р. для балконной автоматики… Для дачных условий это психологически легче воспринять — там эта сумма размажется по большей площади и урожаю соответственно.
              +1
              Это вопрос масштабирования, а для занятия детей интересным делом — я бы и 30 т.р. потратил, был бы толк. А тут есть шанс получить и толк, и помидоры :)
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            0
            нее, думаю ПЛК для маленькой теплицы слишком круто.
            (хотя не спорю сименсы клевые, на них катпаки работают)
            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                0
                У нас на работе тоже многое на сименсы завязанно, дорогое удовольствие. Помоему герметичный с пассивным рассеиванием пк будет дешевле, хотя тут тоже надо считать точно.
                Вы не думайте я видел железки работающие 24/7 на сименсе уже несколько лет и не сомневаюсь в надежности, просто мне кажется дороговато.
                По сути нужен GPIO + микроконтроллер.
                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                    0
                    Ну я думаю, если сделать герметичный корпус, и вывести охлаждение за пределы, вполне может получится.
                    (я не автор, мне идея просто понравилась)
                      +1
                      Проще arm взять. Так как уже сразу можно будет собирать и обрабатывать статистику. Полноценная ОС дает о себе знать.
                    0
                    Больше четырех лет работает моя система на АВРке, в режиме 24/7, питается от 220. Ни одного зависания и отказа. Система, правда, простая — просто удаленный выключатель люстры.

                    Вторая система для той же цели, но поумнее, на базе китайского железа с 400 мгц процом, линуксом и вай-фай на борту, на ней крутится веб-сервер. Работает в том же режиме, питается от такой же сети. Работает уже с пол года. Также никаких зависаний и вылетов.

                    Так что вы несколько преувеличиваете необходимость использования ПЛК в домашней автоматизации. Это, скорее, в угоду своей паранойе — мол «а вдруг там все сломается, лучше за 30к куплю ПЛК».
                    +1
                    Смотря что выращивать, смотря что выращивать…

                    Я, конечно, напрочь испорченный человек, но первая мысль возникла о выращивании какой-нибудь сенсимильи в удаленном сарае.
                      0
                      для такого выращивания уже готовые киты продают, с лампами, вытяжками фильтрами и гидропоникой.
                        0
                        Насколько я помню ассортимент, большинство этих самых готовых китов ориентированы, скорее на «вырастить один ящичек в шкафу своей спальни», нежели на «в глухой деревне засадить погребок» — у них посредственная автономность и никакой телеметрии зачастую не предусмотрено. Хотя не исключаю, что имеются и варианты с удаленным мониторингом.
                          0
                          я думаю там киты есть разные, просто слышал, что один «умный» парень. Снимал квартиру 2х комнатную, в которой 1 комнату переделал под такую гидропонику, и очень неплохо так жил, пока не поймали.
                            0
                            Да эти киты удобны точно так же как и с нуля собирать)) Почти тоже самое, только за готовность еще переплачиваешь. Но некоторым подходит и такое. А «умный» парень наверное стал конкурировать с кем-то, вот и нашли.
                            0
                            А «для души» погребок-то и не нужен. Как раз ящичка-то и хватит.
                    +1
                    HarvestGeek недавно на кикстартере собрали 47000 USD на подобный проект. Приятно что обещают, что софт и железо будет OpenSource. По-моему, у них выходит дороговато. Вы слышали о них? Что думаете?

                    Возможно можно уменьшит стоимость, если не делать датчики «всё в одном».
                      0
                      а датчики и не надо «все в одном» — по одному датчику на каждый процесс.
                        0
                        С другой стороны, каждому датчику нужна связь с базовой станцией. Я бы взглянул, что у HarvestGeek под капотом. Если есть что-то готовое, зачем изобретать свой велосипед с нуля
                      0
                      Вот еще что посоветовали: masterkit.ru/main/set.php?code_id=200392
                      Но дисплей уж слишком малоинформативный и мелкий.
                        +1
                        От себя несколько замечаний:
                        — 8 каналов для сенсоров очень мало, с таким количеством полноценного управления не получится;
                        — на счет управления вентилятором с оборотами в разные стороны не думаю что идея хорошая;
                        — зачем ночью включать LED-подсветку??? Только лишний расход энергии, а пользы 0;
                        — не нужно заморачиваться с смс, лучше сразу передача данных по GPRS/3G.
                        — почему питание 12 В от аккумулятора, это утопия, берете от сети с нужным преобразователем.
                        Только в единичных случаях можно/нужно использовать солнечную батарею, и то… вряд ли. Очень уж не постоянная подача энергии, куча проблем, лишняя площадь, обслуживание и т.д.

                        Идея неплохая, но подход не очень. Проанализируйте что на сегодня используется в тепличном производстве, технологию, средства. Идите на консультация к агроному, обязательно.
                          0
                          8 каналов для сенсоров очень мало, с таким количеством полноценного управления не получится;

                          Согласен, но куда еще больше? Многим и трех хватает — влажность и t внутри/снаружи.

                          зачем ночью включать LED-подсветку??? Только лишний расход энергии, а пользы 0;

                          Свет не для людей, а для растений — для рассады самое оно: www.energovopros.ru/issledovania/2322/2613/23772/ Разумееется, LED ввиду более низкой светоотдачи должны быть на расстоянии 15-20 см от объекта.

                          на счет управления вентилятором с оборотами в разные стороны не думаю что идея хорошая;

                          нехорошая чем? У вентилятора два провода, релюшкой просто перекидывать контакты, меняя полярность. Практически это нужно — в прохладу брать теплый воздух сверху, из-под купола, и прогонять его под землей, обогревая ее; в жару наоборот — брать прохладный из-под земли и охлаждать под куполом.

                          почему питание 12 В от аккумулятора, это утопия, берете от сети с нужным преобразователем.

                          Можно и от сети, просто в моем случае от СБ надежнее — перебои случаются непредсказуемо, а от автомобильного аккумулятора система гарантированно проработает около недели, за 7 дней солнышко уж точно будет и еще добавит энергии.
                            0
                            Хм. а насчет 12 вольт и аккумулятора.
                            Есть такая штука как инвертор, почти как ибп, только батарея внешняя, подключаем к сети через него, если есть сеть все на сети, упала сеть переключаемся на аккумулятор.
                              0
                              Вы определитесь: делать продукт только для себя, ну или еще кому то, или же для извлечения прибыли. А то как то не очень понятно, поскольку для себя можно и с одним сенсором температуры и без всех этих изощрений. А если на продажу, то нужно учитывать все, брать в команду еще агронома, инженера, программиста как минимум. Ну и цена получится при этом не меньше $1k.
                                0
                                Если брать беспроводные датчки на 433 (если не путаю) Можно организовать 8 каналов.
                                Если разбирать протакол, то на каждый датчик можно повесить уникальный идентификатор, что позволить увеличить кол-во датчиков. ;)

                                Я уже это обсуждал тут на хабре где то.
                              0
                              Rapsberry Pi или Виртурилка подойдут в качестве мозга, а датчики лучше вешать на 1-wire (я думаю). Правда не нашел (может плохо искал) датчик влажности по адекватной цене. В 1-wire можно подключать и силовые ключи (включение/выключение нагрузки) и датчики. Все хорошо работает и многими используется. А вот с логикой тяжелей, сколько встречал, каждый изобретает свой велосипед.

                              Лично у меня на PHP написан простой скрипт, который по крону мониторит все показания и отталкиваясь от них, что-то делает (или не делает). Делал just for fun и для серьезного использования, нужно допиливать многие моменты. Ну и кучу опытов провести. Например, с оборудованием для полива.
                                0
                                Плохо искал. На ebay от 3 баксов.
                                  0
                                  не, эти трехбаксовые помрут, если ими измерять температуру воды или почвы. Хотя термоусадка + армирование синей изолентой иногда творят чудеса.
                                    0
                                    Влажность, а не температуру.
                                      +1
                                      Был у меня для влажности почты за $9 (наподобие), контакты окислились через 2 недели и он стал выдавать левые показания, а потом вообще по нулям. Еще минус в том, что такой датчик пришлось подключать к АЦП, это дополнительные затраты. Короче, не так просто и дешево подключить его к 1-wire.

                                      А для воздуха такие датчики тоже есть, спрашивал там, где брал 1-wire мастера — от 900 р, как-то дорого, мне кажется. Решил влажность не измерять.
                                0
                                Хм. А помоему неплохой может быть бизнес продавать тепличные киты.
                                Собственно сам управляющий модуль + набор датчиков + набор клапанов (для полива) + набор например вентеляторов + пзу как в старых консолях, выталкивающаяся.
                                Покупают кит, покупают катридж «огурцы» ставят себе в теплицу и радуются.
                                Корпус можно вполне себе делать в китае.
                                Там же заказывать платы (лучше на другом заводе, иначе быстро появтся клоны)
                                Большие партии снизят цену.
                                Профит
                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                    0
                                    угу, меня тут ещё просветили такое и в промышленных масштабах есть…
                                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                        +1
                                        аа… я не это имел ввиду. Набор чтобы из обычной теплицы сделать «умную», а не на подоконнике растить
                                    +1
                                    Главное не железо. Железо собрать вместе и включить не так сложно.

                                    Самое главное, написать софт который будет этим все рулить и бибикать и собирать статистику.
                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                      0
                                      на какой базе собрано? Ну и прочие технические нюансы и фото…
                                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                      0
                                      А где контроллер? o_O
                                        0
                                        У жены в конторе (fytowall.ru) подобные контроллеры уже используют для полива живых стен с цветами, только собирают их на коленке из разных устройств. Они тоже бы много отдали за готовое решение. Ну, не много — но пока стоимость комплектующих на порядок выше 5000 р.
                                          0
                                          Для подобных целей применение видел еще в Народном мониторинге, под Самарой если не ошибаюсь Хабра-юзер использует.

                                          Как уже писали выше по тексту с контролем выхода за пределы диапазона температур, влажности, проблем с каналом передачи данных и SMS-информировании обо всех этих событиях.

                                          Насчет датчиков тут как правило температурные DS18B20 полюбились народу за низкую их цену, влажность DHT22 и атм.давление BMP085. А само устройство контроллер используют или с LAN-модулем(неск-ко вариантов в Подключении) за 1-2тр или с GSM/GPRS за 2-3тр или желающие жестко сэкономить просто берут старый ПК с самопальным адаптером для COM-порта, хотя идеи с минироутерами WiFi тоже все популярнее день ото дня.

                                          PS Сообщество единомышленников vk.com/narodmon

                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                        Самое читаемое