Про гидропонику есть куча материала на просторах интернета. Повторять и лить излишнюю воду – смысла нет.
Остановимся на некоторых, сугубо конкретных вопросах по изготовлению гидропонной установки, с упором на автоматизацию процесса.
Для гидропонной установки можно использовать контроллер (плату) от тепличного полива, но с прошивкой микроконтроллера ESP32 алгоритмом “ГИДРОПОНИКА“.
Ниже приведена схема подключения оборудования к контроллеру с прошивкой “Гидропоника”.
Это схема, так сказать, на максималках, не в каждой гидропонной установке необходим весь набор приведенных устройств. Она отражает возможности контроллера и прошивки.
Приведенная схема это гидропоника типа “периодического затопления”.
Схема ниже без вентилятора и обогревателя, без поплавкового датчика уровня. Такой вариант используется чаще, хотя для минимального набора из него можно убрать ещё часть элементов.
Пару слов о работе установки и её компонентов.
Рассматриваем вариант “периодического затопления”:
Имеем ёмкость (бак) с питательным раствором, в нём находится помпа (насос), подающая этот раствор в лоток(и) с горшками растений.
Сам принцип основан на периодичности процесса наполнения лотка(ов) и паузы, чтоб раствор самотёком вернулся в бак и корни смогли подышать при отсутствии раствора. Интервалы (подача, пауза) могут быть разными, в зависимости от используемых вами компонентами (мощность помпы, диаметр трубок, объём лотков и.т.п.) В моём случае это: 2-4 мин работа помпы и пауза 30-45мин.
В лотке(ах) необходимо устанавливать ограничительную трубку, чтоб не превышать максимальный уровень раствора в лотке и возвращать излишки в бак.
Раствор должен иметь pH = 5.5-6.5; ЕС = 1.5-2.5 (в зависимости от культуры), и в процессе роста надо поддерживать эти значения.
Для того чтобы не сидеть постоянно рядом с установкой с таймером и давить на включение-выключение помпы и лампы, периодически тыкая в раствор лакмусовые бумажки (датчик) для контроля pH и ЕС, а также градусник, подливая при этом из разных банок концентраты, будем использовать контроллер управления с датчиками для автоматизации процесса.
Компоненты установки:
- pH-метр. Для хорошего роста культуры необходимо поддерживать
pH-метр и плата усилителя заданный уровень pH, иначе растение хуже потребляют питательные минеральные вещества из раствора либо совсем не смогут потреблять.
Чаще всего используют pH-метр как на фото.
Хороший датчик, но у него есть особенность, про которую забывают изготовители pH-метров и продавцы – у него сильно плывут показания при изменении температуры самой колбы датчика (где-то 0.8-1.2pH на каждый градус). И если это не учитывать и не компенсировать, то ценность показаний такого датчика равна измерению pH на Луне.Для температурной компенсации необходим датчик температуры раствора и учет изменения температуры в алгоритме вычисления pH. (если Вам кто-то предлагает/продает pH-регулятор без датчика температуры раствора – лучше пройти мимо этого “прекрасного” предложения)
- EC-метр или TDS-метр
Этот датчик показывает содержание солей на единицу объёма раствора. Т.е. концентрацию минеральных питательных веществ в растворе, которые “кушает” растение.
Можно использовать датчик как на фото.
EC метр с платой усилителя Есть одна тонкость по совместному использованию с pH-метром: нельзя в одной ёмкости раствора одновременно измерять pH и EC, эти датчики гальванически влияют друг на друга. Необходимо в контроллере предусматривать гальваническую развязку датчиков или располагать их в разных ёмкостях, например, один датчик в баке с раствором, другой в лотке с растениями, и учитывать это всё в алгоритме управления.
А также учитывать то, если датчик постоянно погружен в раствор электроды постепенно покрываются солью, коррозией и.т.п. И как следствие показания будут не верными, поэтому надо чаще проверять его на калибровочных растворах и чистить электроды.В алгоритме контроллера есть возможность работы без усилителя EC, нужен только сам датчик (зонд с электродами) или использовать самодельный, например, шприц и две иголки от шприца залитые эпоксидной смолой.
pH и EC-метр необходимо калибровать.
Для этого можно использовать буферные растворы или порошки
-
Перистальтический насос
необходим для регулирования уровня pH и EC раствора.
Для этого в ёмкости (бутылки) заливаем жидкости повышения +pH (щёлочь), понижение -pH (кислота);
для повышения EC – емкость с концентратом “А” и “B”, для понижения дистиллированная вода.
В зависимости от состояния раствора, контроллер будет давать команду насосам для подачи жидкостей в бак для поддержания заданной кислотности и концентрации раствора.
Скрупулёзное и подробное описание контролера гидропоники и алгоритма работы
(раздел в разработке, продолжение следует…)