طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه مرکزی برای کنترل شرایط محیطی گلخانه

در کشت گلخانه ای، ضمن افزایش کمی و کیفی محصول تولیدی در مقایسه با روش های سنتی، در مصرف نهاده های کشاورزی نیز صرفه جویی می شود. در سال های اخیر، با بهره گیری از روش ها، طرح ها و مواد جدید و افزایش سطح اتوماسیون در گلخانه ها، امکان مدیریت صحیح در جهت افزایش عملکرد و بهبود کیفیت محصول فراهم شده است. دستگاه کنترل مرکزی ساخته و ارزیابی شده در این تحقیق، یک سامانه کنترل مرکزی و پایش کامپیوتری برای گلخانه ها است. چندین حسگر، یک کنترل کننده مرکزی، چندین عمل کننده و یک سیستم جمع آوری و ثبت داده، اجزای اصلی این سیستم هستند. عمل کننده ها شامل سیستم های گرمایشی، سرمایشی، مه پاش، تهویه و روشنایی گلخانه ای بوده و حسگرها شامل دما، رطوبت، گازکربنیک، اکسیژن و نور در داخل و خارج گلخانه هستند. با دریافت و ارسال اطلاعات محیطی توسط حسگرها، کنترل کننده ی مرکزی شرایط محیطی داخل گلخانه را در محدوده ی از قبل تعریف شده نگه می دارد. این دستگاه تماماً با لوازم و قطعات موجود در داخل کشور ساخته شده و قابلیت هماهنگ سازی بر اساس نیاز و سفارش کاربر را دارد. دستگاه کنترل مرکزی گلخانه، پس از طراحی و ساخت، در گلخانه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان نصب و در فصل تابستان 1390 ارزیابی شد. کنترل دمای گلخانه در محدوده ی دمایی 22-29 درجه سلسیوس، کنترل رطوبت نسبی محیط در محدوده ی 35-55 درصد، به کار انداختن روشنایی تکمیلی گلخانه در شدت نور کمتر از 800 لوکس و تهویه ی گلخانه در غلظت بیشتر از 800 میلی گرم در لیتر گازکربنیک با موفقیت توسط دستگاه ساخته شده انجام گردید.

Design, implementation and evalution of a central unit for controlling climatic conditions in the greenhouse

In greenhouse culture, in addition to increasing the quantity and quality of crop production in comparison with traditional methods, the agricultural inputs are saved, too. Recently, using new methods, designs and materials, and higher automation in greenhouses, better management has become possible for enhancing yield and improving the quality of greenhouse crops. The constructed and evaluated central controller unit (CCU) is a central controller system and computerized monitoring unit for greenhouse application. Several sensors, one CCU, several operators, and a datacollection and recorder unit were the major components of this system. The operators included heating, cooling, spraying, ventilation and lighting systems, and the sensors are for temperature, humidity, carbon dioxide, oxygen and light in inside and outside the greenhouse. Environmental conditions were measured by the accurate sensors and transmitted to the CCU. Based on this information, the CCU changed variables to optimize the greenhouse environmental conditions to predetermined ranges. This system was totally made of local instruments and parts and had the ability to integrate with the needs of the client. The designed and implemented CCU was tested in a greenhouse located in Agriculture and Natural Resources Research Center of Khuzestan Province during summer season of 2011. The CCU was operated successfully for controlling greenhouse temperature in the range of 2229 ˚C, relative humidity of 3555%, artificial lighting in the case of receiving radiation of less than 800 Lux and turning on the ventilation units if the concentration of carbon dioxide was more than 800 mg/L.