Система приготовления и подачи питательного раствора в теплицу (растворный узел, миксер) своими руками

Здесь продолжу описание идеи дозирования маточных растворов в воду для полива растений (способ приготовления питательного раствора) начатое в теме про растворный узел .http://greentalk.ru/topic/3538/?do=findComment&comment=51522

Данный принцип дозирования не нов и реализуется на распространённых и доступных комплектующих, но применён несколько нестандартный подход к составу и размещению удобрений и кислот в маточных баках и регулированию пропорции дозирования. 
Является альтернативой механическим пропорциональным дозаторам.
Узел дозирования может готовить раствор в количестве от сотен л/час до десятков м*3/час и даже более при соответствующем подборе комплектующих.
Пропорция дозирования (МР/раствор) может составлять от 1/10 до примерно 1/500. Для нашего случая пропорция 1/200 -- 1/350 позволит использовать баки с МР небольшого объёма.
Для составления МР используются только простые соли (хелаты МЭ содержащие в комплексных удобрениях выпадут в осадок в данном случае), азотная кислота и хелаты МЭ:
 Микровит К-1 хелат железа 3% DTPA
 Микровит К – высококонцентрированный водный раствор хелатов микроэлементов Mn, Zn, Cu, Mo на основе ОЭДФ
 Органо-Бор – высококонцентрированное удобрение бора.
В баке А кальциевая и калийная селитры и азотная кислота. рН очень низкий, ЕС очень высокая.
В баке Б сульфаты, фосфаты, нитраты и азотная кислота. рН очень низкий, ЕС очень высокая.
В баке М (микроэлементы) три вышеназванных раствора МЭ. рН = около 5,   ЕС = 1-4 мСм/см2.(зависит от ЕС воды и пропорции дозирования). При таких условиях МЭ очень стабильны и выпадения в осадок не наблюдается.
Баки А и Б и трубки подачи этих мат. растворов могут быть прозрачными - при таких значениях рН и ЕС "цветения" не будет и от солнечного света там разрушаться нечему.
Бак М и трубка подачи обязательно непрозрачные.
В моём случае все баки по 20 л.
Фото по теме в альбоме http://greentalk.ru/gallery/album/495-система-приготовления-и-подачи-питательного-раствора-в-теплицу/

ФОТО 1.
Так выглядит узел дозирования у меня. Видны два датчика уровня, которые следят за наполнением и поддержанием заданных уровней чистой воды (левая бочка, БАК_1) и раствора (правая бочка, БАК_2). Видны 2 фильтра МР (автомобильные). В подающих трубках вставлены иглы от мед. шприца - они ограничивают подачу МР. На остальные железки/провода не обращайте внимания.
На ФОТО 2 показано ограничение дозирования с помощью капельницы.

РИС.1  На этом рисунке изображена схема работы всей системы.

ФОТО 2.
На этом фото можно посмотреть подключение фильтров и капельницы, которая выступает ограничителем дозирования МР.
При значительном расходе воды через ИВ на его входе образуется разряжение Р1 порядка минус 0.6-0.9 атм. За капельницей давление зависит от высоты водяного столба до уровня МР в баках и составляет менее минус 0.1 атм. Капельница открывается при перепаде давления вход/выход около 0.3 атм. и закрывается при падении до 0.2 атм.
Сетчатый фильтр лежит на дне баков с МР.

Конструкция простая и понятная, осталось расчитать сколько-чего-куда лить-сыпать, чтобы в БАКЕ_2 получился раствор с нужными рН и ЕС.

Инжектор Вентури (ИВ) дозирует примерно 1/5 -- 1/10 и это значение меняется в зависимости от перепада давления вход/выход на ИВ.
В нашем случае нужно дозировать 1/200 -- 1/350 и обеспечить стабильность этого значения.
Для этого нужно обеспечить стабильное значение давления на входе ИВ и на выходе, и ограничить количество засасываемого раствора.
В моём случае воду из БАКА_1 в БАК_2 через ИВ подаёт насос для повышения давления в водопроводе (просто такой у меня оказался) WILO 60 Вт, 35 л/мин, напор 9.5 м. Через три ИВ 1/2" он заполняет бочку 200 л за 18 мин. = 670 л/час. Через один ИВ поток примерно 220л/ч. Такой производительности достаточно для приготовления раствора на 500м*2 теплицу.
При двухдюймовых ИВ можно получить производительность порядка 30 м*3/час.
В качестве ограничителя на подачу МР через ИВ можно использовать капельницы. В моём случае капельница 2л/ч обеспечит пропорцию около 1/335.
Для небольших баков МР можно готовить в ведре и затем переливать в соответствующий бак. Например, опустился уровень МР до 1/4, навели по ведру, вылили и уровень поднимется до 3/4 от полного.
Для более точных результатов расчёт будем делать на полную бочку 200 л.
Сначало нужно приготовить раствор вручную. Налить в БАК_2 170-180 л воды, добавить измеренное количество азотки до рН=6, развести в ведре расчётное количество удобрений для бака А, вылить в бочку и также развести  расчётное количество удобрений для бака Б, вылить в бочку. Далее довести уровень рН раствора в бочке до нужного и добавить расчётное количество МЭ.
Теперь мы знаем объём к-ты, массу всех солей для приготовления бочки раствора с нужными параметрами.

В 25.07.2016 в 18:31, Pyotr сказал:

Теперь мы знаем объём к-ты, массу всех солей для приготовления бочки раствора с нужными параметрами.

Например мне нужно на 200л:
64 мл азотки
NH4NO3    16 g
Ca(NO3)2  147 g
KNO3         42 g
K2SO4       48 g
MgSO4       58 g
KH2PO4     34 g
и МЭ:  железо 3%   6 мл
       Микровит К      3.2 мл
       ОрганоБор       0.2 мл

Бочка наполняется 18 мин.  За это время каждый ИВ засасёт через 2л капельницу 2л/ч / 60 * 18 = 0.6 л МР. Это теоретически при идеальной капельнице. В реальности нужно измерять.
Если растворить вышеприведённое количество кислоты, солей и МЭ  в трёх баках по  0.6 л, получим нужную концентрацию в баках с МР. Конечно по 0.6л не будем готовить МР, возьмём объём в 15 раз больше 0.6х15 = 9л.
МР для бака А объёмом 9л содержит:
половину всей азотки  64мл/2 *15 = 480мл
кальц.селитру  147г * 15 = 2205г.
KNO3  42г * 15 = 630г
МР для бака Б объёмом 9л содержит:
половину всей азотки  64мл/2 *15 = 480мл
K2SO4  48г * 15 = 720г
и далее по списку...
Воду для бака М нужно подкислить до рН=5.5-6 и добавить МЭ в нужном количестве (не забывая умножить на 15).

Теперь взвешиваем каждый бак с МР. Затем нужно запустить систему дозирования - заполнить пустой бак_2 раствором. 
Снова нужно взвесить каждый бак с МР и посчитать взятое количество каждого МР на бочку.
Получилось что для приготовления 200л пит.раствора
 из бака А взято 640мл
         из бака Б - 610мл
        из бака М - 630мл
Видно, что раствор из бака А расходуется быстрее всех, а из бака Б - медленнее всех. 
Чтобы устранить этот непорядок, при заправке бака А нужно готовить больше раствора, а для бака Б - меньше, и тогда уровни МР в баках будут примерно одинаковы (заканчиваться в одно время). А если какого то раствора остаётся больше, значит что-то где-то засорилось.  Количество к-ты и солей прежнее, меняется только объём приготовляемого МР.
Для этого для бака А нужно готовить 0.64л * 15 = 9.6л раствора,
                 для бака Б нужно готовить 0.61л * 15 = 9.15л раствора,
                 для бака М нужно готовить 0.63л * 15 = 9.45л раствора.
Вот такая арифметика...

Подкисление исходной воды, дозирование мат.растворов и доведение рН до нужного значения у меня происходят в одном узле.
Бак1 предназначен для обеспечения какого то запаса исходной воды и никаких добавок в нём нет и не надо. За жаркий, солнечный день у меня уходит на полив чуть больше 1 м*3 раствора. Вода в баках в таком случае обновляется 5-7 раз за день. При отключении водопровода раствор готовится из запасённой в баке 1 воде. Когда она кончается, доливочный насос отключается и полив продолжается на запасённом в баке 2 растворе. Когда раствор в в баке 2 кончается, поливочный насос перестает включаться. Этих 400 л летом хватает на полдня аварийной работы, а в весенне-осенний период на 1-3 дня.
Когда снова включат воду, происходит заполнение бака1 до 50 л, затем начинает готовиться пит.раствор в баке 2 и так пока оба бака не заполнятся.
При идеальном водопроводе, который бы обеспечивал весперебойное наличие воды под постоянным давлением бак 1 не нужен, и доливочный насос не нужен. С выхода водопровода через электроклапан на вход дозатора на ИВ и это обеспечило бы стабильное дозирование.
Вместо бака 1 можно использовать любой источник воды - бассейн, пруд, речку или многокубовый уличный бак. В таком случае датчик уровня 1 не нужен.

В баке М нет необходимости контролировать рН и ЕС, если только для успокоения души)). Достаточно держать рН в баке М равным 3-5 для стабильности МЭ.  Дозирование МР из бака М не влияет заметно на рН и ЕС раствора в баке2. 

У нас вода не хлорируется. Из скважины в водонапорную башню и разводка трубопроводов по улицам. В случае хлорирования нужно отстаивать пока хлор не улетучится.
Для подогрева раствора в холодное время года в баке 2  врезан электротэн 1.5 кВт, подключенный через термостат например такой http://greentalk.ru/topic/2602/?do=findComment&comment=34524    , который будет поддерживать заданную температуру раствора. Причём, чтобы не греть весь бак когда нам нужно мало раствора (полив рассады или зимний полив после высадки), можно изменить настройки датчика уровня 2 на поддержание уровня раствора в баке 2 вместо 100 % на 50% или 75% от всего объёма бака2. При отсутствии раствора в баке2 тэн (как и поливочный насос) не сможет включиться, во избежание его перегорания.

В жаркую погоду в бак 1 вода наливается тонкой струйкой (настраивается краном) при этом слегка прогреваясь по пути.
В баке1 вода ещё подогревается на солнце. И в баке 2  тоже греется солнцем и в итоге температура при поливе 16-20*С.
По пути к капельницам ещё подогреется, поэтому летом тэн не включаю, а только в зимний и ранневесенний периоды.   

Собрал таймер, тестирую. Корпус от механического суточного таймера с переделкой.

Управление тремя кнопками. В рабочем режиме отображается текущее время. 
При изменении настроек данные автоматически сохраняются в энергонезависимой памяти (у пользователя не спрашивается разрешение).
Время начала каждого полива расчитывается по четырем параметрам:
  1. начало первого полива.
  2. начало последнего полива.
  3. количество поливов за этот период.
  4. коэффициент распределения поливов за этот период. При К=0 одинаковые интервалы между поливами.
     При К>0 поливы в середине периода чаще, а утром и вечером реже.

UP 
  В рабочем режиме:
    - кратковременное нажатие вкл. полив на установленное время. Этот полив программой не учитывается/не
      считается. Это когда нужно добавить к установленным один дополнительный полив.
   - длительное нажатие вкл. полив на время в мин. равное продолжительности 
      удержания кнопки в сек.  Секунды считаем по мигающей точке на дисплее.

   В режиме редактирования увеличивает значение параметра.

 DOWN
  В рабочем режиме:
    - кратковременное нажатие выкл. полив.
    - длительное - выкл. полив, а при удержании более 3 сек. запрещает поливы, если были разрешены и разрешает    поливы, если были запрещены. Например, если после обеда спряталось солнце, стало холодно и пошёл дождь, запрещаем поливы до следующего дня (в полночь запрет сам сбросится). 
  В режиме редактирования уменьшает значение параметра.

SET
   В рабочем режиме:
       - кратковременное нажатие вкл. режим редактирования. Смотри ниже.
       - длительное - просмотр сколько состоялось поливов и сколько осталось. 
  В режиме редактирования  сменяет редактируемый параметр.

Редактируемые параметры таймера. 

Р0 - редактирование текущего времени.
Р1 - редактирование времени первого полива.
Р2 - редактирование времени последнего полива.
Р3 - редактирование количества поливов. До 99.
Р4 - редактирование продолжительности каждого полива. От 1 сек до 99мин 59 сек.
Р5 - редактирование коэффициента распределения  поливов. 0--9.
Р6 - коррекция хода часов. Пока не использую, может и ненужно.
Р7 - просмотр времени всех поливов. Выводится время очередного полива и можно "промотать" по всем поливам.

 

Написал бОльшую часть программы. Расскажу как это работает. Может у кого будут замечания, предложения.
Я пошёл несколько другим путём в отличие от проф.оборудования (насколько мне известно о нём).
У меня нет разделения на зоны полива. Под «зоной полива» понимаю совокупность клапанов полива, которые следует одинаково поливать (одинаковые поливочные растворы и одинаковое водопотребление). Хотя можно настроить одинаково несколько клапанов. 
В моём случае каждый клапан имеет индивидуальные настройки.  Физически ЭМ клапан подключен к определённой части оросительной сети, через которую производится полив растений при включении этого электромагнитного клапана.
Электрически каждый клапан подключен к одному из выходов управляющего контроллера (УК). Каждый из 8 выходов УК жестко привязан программно и аппаратно к настройкам в УК и переназначить выходы в меню УК нельзя (для меньшей путаницы). 
Каждый клапан может работать в одном режиме:
0. отключен 
1. используются настройки полива по приходу солнечной радиации.
2. полив по таймеру
3. клапан работает на систему увлажнения, при этом насос полива не включается. Задаётся время во вкл.состоянии в сек. и время в выкл.состоянии в мин. и требуемое значение дефицита влажности(ДВ), при  ДВ в теплице больше установленного клапан будет "щёлкать", при ДВ <= заданному - отключится. 
Можно вручную включить отдельно насос полива или вместе с выбранным клапаном на установленное время..

При совпадении времени открытия нескольких клапанов, они становятся в очередь и отрабатывают один за другим.
Так выглядит внешний вид. Слева подключен один из трёх датчиков температуры и ОВ воздуха (DHT), справа датчик света и температуры раствора. Все разъёмы разные и попутать их нельзя.

На дисплей выводится необходимая информация. В данном дисплее кирилица не поддерживается, поэтому буковки английские.
Строка 1: Выводится общая информация.
 текущее время-11:18; интенсивность солнечной радиации-22 Вт/м2; 
накопленная радиация-181 Дж/см2; температура раствора-22 С; 
значок, обозначающий наличие в баке раствора. Если раствор закончится, значок сменится на перевёрнутую букву "П" и поливы прекратятся. Это при наличии датчиков уровня.
 
 Далее выводится информация по каждому клапану в зависимости от его режима работы и "привязанного" к нему датчику DHT.
 Строка 2:
 клапан и его номер-V1 (valve1); 
 режим работы клапана-1(по солнцу) и номер DHT -0 (Т и ОВВ не учитываются)  показания которого учитывать в настройках на этот клапан;
 количество сделанных поливов с утра -3;
 количество Дж/см2 между поливами -120; поливочный коэффициент мл/м2/Дж/см2 -3.0.
 
 Строка 3:
 клапан №2 -V2; режим по солнцу; для управления поливом используются данные от DHT №1;
 температура воздуха, выдаваемая датчиком DHT - 24.0 С;
 дефицит влажности(ДВ) -10 г/м3;
 расчётное значение поливочного коэффициента(с учётом ДВ) -2.5 мл/м2/Дж/см2.

 Строка 4: 
 клапан № 3; режим по таймеру; показания DHT не учитываются;
 прошло поливов -3; время следующего полива - 11:20; осталось поливов -8.
 
Строки можно прокручивать вверх и вниз кнопками "2" и "8".
Вверху "спрятана" одна строка - расчитанное время восхода и захода солнца.
Внизу - информация по остальным пяти клапанам.

В показанных выше датчиках в качестве термочувствительного элемента используется NTC резисторы. Долговременная стабильность не хуже 0.1 % в год. По датчику влажности сказать не могу, но за два года показания заметно не изменились. Есть датчики и получше из примерно  того же ценового диапазона.
Есть совсем неплохие с калибровочным паспортом. http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/sensor/water_sensor.htm
https://www.eltech.spb.ru/ckfinder/userfiles/files/датчики Honeywell.pdf

Будет калибровка всех датчиков.
Датчик солнечной радиации будет калиброваться по одной точке. Если есть соответствующий поверенный прибор, то в режиме калибровки вводим с клавиатуры измеренные показания нашего "эталона".
Но скорее всего такого прибора нет и тогда можно поступить следующим образом. Солнечная постоянная в начале июля составляет 1321 Вт/м2 (в начале января 1412 Вт/м2). В реальной атмосфере поглощение радиации 15-20 %. На поверхности Земли интенсивность с учётом потерь в атмосфере получается от 1057 до 1123 Вт/м2, в среднем = 1090 Вт/м2. Это значение возьмем за эталон.

Датчик температуры можно калибровать по двум точкам 0 и 36.6 С, или любым другим если есть эталон.

Датчик влажности тоже по двум точкам, как я писал в блоге http://greentalk.ru/blogs/entry/573-система-вентиляции-для-фермерских-и-любительских-теплиц/

Как я выше говорил, каждый клапан может быть настроен на полив по таймеру или по солнцу.
По таймеру прицип такой же как описывалось выше.
Устанавливаем значения пяти параметров:
1. время первого полива
2. время последнего
3. количество поливов за этот период
4. количество мл/капельницу за 1 полив
5. коэффициен распределения этих поливов в течение дня.
Это будет заданием для выбранного  клапана на каждый день.
Режим по таймеру можно применять после установки рассады на маты или в каких то других случаях (сосед из зависти перекусил кабель к датчику радиации)))

Теперь о главном режиме - полив по приходу солнечной радиации.
 День разбит на 5 периодов.
1. Восход солнца - первый полив.
2. Первый полив - первый дренаж. Это примерно 10-11часов, уровень 400-600 Вт/м2.
3. Первый дренаж - послеобеденное время 14-15ч.
4. Послеобеденное время - заход солнца.
5. Ночной период.

Цель первого периода определить начало только первого полива, который может оказаться единственным за день. 
Первый полив начнется 
1. если средний уровень радиации за 10 мин. достигнет установленного значения.
(это для солнечной погоды и переменной (мало) облачности).
 Установить такое значение, чтобы при ясном небе полив начался через 1-2ч после ВС (около 150-200 Вт/м2).
В ясный день такой уровень радиации будет достигнут значительно раньше, чем наберется 100 Дж/см2 (см.П.2)

2. или если накопленная радиация достигнет установленного уровня 
(для переменной облачности и пасмурной погоды).
 Установить такое значение, чтобы полив начался через 2-4 ч после ВС (около 100 Дж/см2).
В пасмурную погоду радиация около 100Вт/м2 и П.1 не сработает. Кратковременно выглянувшее солнце не окажет влияния (не включит полив), потому что в расчет берется средняя интенсивность за последние 10 мин.
Дополнительно эти 100 Дж могут быть подкорректированы в + или - с учётом ДВ в теплице. Если утром высокая ОВВ то первый полив начнется с учетом поправки (110-200 Дж/см2). При горячих регистрах и низкой влажности это значение будет меньше 100Дж. Поправка на ДВ устанавливается отдельно.

3. если с момента ВС пройдет время больше установленного.
Этот параметр сам не знаю для чего)) пусть будет... Установить например ВС + 4 часа. Через 4 часа после ВС первый полив обязательно включится, если не сработают первые два пункта.

Если какой то из трёх параметров выставлен в ноль, он не окажет влияния на расчёт времени первого полива.

Второй период с момента включения первого полива до желаемого времени первого дренажа.
После включения первого полива происходит сброс накопленной радиации и расчет следующих поливов будет произходить по следующим параметрам:
1. мл/капельницу для периода 2. Это же значение и для первого полива.
2. поливочный коэффициент для периода 2 в  мл/м2/Дж/см2.  Значение около 4  (см. ниже).
3. время окончания периода 2 =   желаемое время первого дренажа.
Описывая алгоритм полива предполагаю, что температура воздуха и корней в норме. За этим должна следить система управления микроклиматом.
Продолжительность периода №2  2-3 часа с момента первого полива.
 Основной задачей этого периода (задания) является контроль Ес и дренажа.
 В этот период происходит насыщение матов до вчерашнего уровня и компенсация раствора в матах расходуемого на  транспирацию.

 В зависимости от субстрата падение содержания раствора в матах за ночь может составить 400-800 мл/м2. Пусть 800.
В солнечный летний день за этот период(№2) должно накопиться около 400Дж/см2.
На транспирацию потребуется 400х2=800 мл/м2. Всего 800+800=1600 мл/м2.
Поливочный коэффициент (ПК) составляет 1600мл/м2 /400Дж/м2 = 4 мл/м2/Дж/см2.
При 2.5 капельниц/м2 и разном значении мл/капельницу получим количество поливов за период2:
--80 мл/капельницу = 200 мл/м2 за полив --> 1600мл/м2 /200мл/м2 = 8 поливов;
--120мл/кап. --> 5 поливов;
--140мл/кап. --> 4 полива.
Субстрат получит 1600мл/м2 раствора при любом значении мл/капельницу, но при меньших значениях поливы будут чаще(для перлита или чтобы сделать мат тяжелее-больше влажность), а при бОльших - реже(для качественной минваты или чтобы сделать мат чуть суше-раньше дренаж).
Независимо от погоды количество подаваемого раствора 2мл/Дж для растений и 2мл/Дж для насыщения субстрата.

В солнечную погоду к окончанию периода2 получим первый дренаж - будет достаточно поливов 
и маты полность напитаются.

При переменной облачности поливов будет меньше. Растения свои 2мл/Дж получат в любом случае,
 а маты до дренажа не напитаются. Дренаж будет позже.

При пасмурной погоде произойдёт один полив или не произойдёт, если установлено большое значение 
мл/капельницу. Дренажа в таком случае  не будет.

Обратите внимание, у меня нет установок по Дж/см2 и не устанавливаются временные интервалы между поливами как это происходит в профессиональных РУ, а только ПК и мл/капельницу. Параметр Дж/см2 между поливами и разовая доза полива по сути влияют на одно и то же. 
Путём установки Дж/см2 между поливами, изменяем количество раствора, получаемого матом на каждый Дж путём изменения частоты поливов.
Путём установки дозы на капельницу, также изменяем количество раствора, получаемого матом на каждый Дж. 
Чтобы изменить разовую дозу в мл/кап. не изменяя общее количество раствора на Дж, необходимо пропорционально корректировать оба параметра.

В моём случае количество раствора на Дж задаёт ПК независимо от разовой дозы на капельницу. 
Задаваемое количество мл/капельницу будет определять стратегию насыщения мата зависимо от 
качества, состава, требуемой влажности этого самого субстрата.

Задаваемое значение ПК в мл/м2/Дж/см2 в этот и последующие периоды может автоматически корректироваться по ДВ в большую или меньшую стороны.
Величина коррекции и допустимый диапазон по ДВ (от и до) одинаковы для всех периодов.

Третий период длится с момента окончания второго до установленного времени (около 14:00-15:00).
Это период максимального дренажа. Происходит стабилизация влажности и ЕС в матах, 
интенсивное обновление раствора.
 Расчет поливов будет происходить по следующим параметрам:
1. мл/капельницу для периода 3. Зависит от субстрата и требуемой влажности.
2. поливочный коэффициент для периода 3 в  мл/м2/Дж/см2.  Значение около 3  (см. ниже).
3. время окончания периода 3. 

Значение ПК для этого периода около 3 мл/м2/Дж/см2 - стандартно 2мл/Дж для растений и 1 мл/Дж на дренаж. Дренаж 50%.
В солнечную погоду относительное значение дренажа около 50%, а в абсолютных цифрах (мл/м2) это будет в разы больше, чем при переменной облачности, так как поливы при высокой радиации происходят чаще.
Третий период длится примерно до 15:00. 

Все цифры примерные и их значения зависят от субстрата, состояния культуры, покрытия теплицы и др. Важен только принцип.
 

Четвёртый период длится с момента окончания третьего до захода солнца (ЗС).
 ЗС расчитывается УК на каждый день года.
В начале этого периода мы имеем выровненные параметры в матах и остается только снабжать раствором растения. Дренаж близок к нулю.
 Очень важная задача этого периода определить момент последнего полива.
 Расчет поливов будет происходить по следующим параметрам:
1. мл/капельницу для периода 4. Зависит от субстрата и требуемой влажности.
2. поливочный коэффициент для периода 4 в  мл/м2/Дж/см2.  Значение около 2.
3. радиация для последнего полива не менее Вт/м2. Около 200-300 Вт/м2.
3. время окончания периода 4 в привязке к ЗС. Например ЗС-3:00.

Последний полив произойдёт, если подошло его расчётное время (было накоплено определённое количество Дж/см2) и при этом интенсивность солнца должна быть не ниже 200-300 Вт/м2 (среднее за последние 10 мин). 
Это даёт нам гарантии того, что полив произойдёт только тогда, когда потребность в нём действительно есть, и когда солнце ещё достаточно активно (200-300Вт/м2) и светит достаточно продолжительное время. При кратковременных прояснениях, когда будет высокая интенсивность солнца, но не накопится достаточно суммы солнечной радиации, полив производиться не будет. Так же, при накоплении заданной суммы, но при установлении пасмурной погоды (с невысокой интенсивностью) полив так же произведён не будет.
Понятно, что при этом текущее время не более установленного (ЗС-3:00). 

Пятый период от ЗС до ВС - ночной период. Полив в этот период возможен по времени.
Настраивается путём установки времени.
1. первый ночной полив 23:00
2. второй ночной полив  2:30
Всего сделал возможность включить до двух поливов ночью. Если параметры 0:00, поливов нет.

Это все настройки контроллера для управления поливами с учётом солнечной радиации и ДВ в теплице.

Цитата

Alexandr сказал:

Думаю, к ДВ привязываться не обязательно. Если хочешь получать урожай и минимум болезней--просто ДВ должен быть в рабочем диапазоне. На испарение воды тратится тепловая энергия, поэтому лучше ориентироваться на приход энергии ( всей ), в частности, солнечной ( порядка 3мл/м2/Дж/см2 ). Максимальную частоту поливов на большинстве субстратов ограничил бы периодом в районе 20мин. Есть рекомендуемый объем полива на капельницу (например, около 80мл летом и 120мл зимой на минвате ). Поливы можно делать по периоду и радиации.

В 06.10.2016 в 07:59, Alexandr сказал:

 Если хочешь получать урожай и минимум болезней--просто ДВ должен быть в рабочем диапазоне. 

Александр, замечательно сказано. Только система полива на ДВ напрямую не может влиять/управлять. Этим больше система управления микроклиматом занимается, а контроллер полива будет приспосабливаться к реальному значению ДВ, чтобы не перелить при его низком значении (мёртвый климат) и дать дополнительное количество раствора при высоком ДВ. При высоком ДВ поливочный коэффициент может доходить до 4-4.5 мл/м2/Дж/см2 при здоровой культуре. Если в таком случае не дать требуемое количество раствора, то произойдёт рост ЕС в субстрате со всеми вытекающими проблемами.

В учебниках по физиологии растений пишут, что на транспирацию влияют следующие факторы:
1. интенсивность света. Вот только есть ли пропорциональная зависимость?
Для томата и огурца в каком диапазоне можно считать что эта зависимость линейна? Например 100-500 Вт/м2 или другие границы? Это в самой теплице с учётом светопропускания кровли.

2. ДВ. При 100% ОВВ (ДВ=0 при любой температуре) можно считать транспирации нет. При каком то высоком значении ДВ устьица закрываются и транспирация ограничивается.
Наверное можно считать, что ДВ в диапазоне 1-6г/м3 оказывает пропорциональное влияние на уровень транспирации??

3. температура воздуха тоже влияет на транспирацию в каком то диапазоне, например 18-28*С ??
Температуру я не учитываю. В меню настроек полива по солнцу итак 20 пунктов на каждый клапан.

4. влажность и температура в корневой зоне. Это уж нужно измерять. Будем считать эти параметры оптимальными и их не учитываем.

Коллеги, прокомментируйте хотя бы 3 первых пункта.

Как у меня работают настройки коррекции поливов по ДВ. Для этого в меню есть 4 пункта.
1) нормальное значение ДВ для конкретной культуры. Для огурца около 3, для томата около 4 г/м3. Для примера =4г/м3.
2) минимальное значение ДВ, до которого происходит коррекция ПК в" -". Для примера =1г/м3.
3) максимальное значение ДВ, до которого происходит коррекция ПК в "+". Для примера =5г/м3.
4) коэффициент коррекции в мл/м2/Дж/см2/г/м3 . Не пугайтесь такого названия)) он всего лишь определяет на сколько изменится значение ПК при изменении ДВ на 1г/м3. Для примера =0.3.

По установленным настройкам ПК, установленный в значение 3мл/м2/Дж/см2, при изменении ДВ  может принимать значения (расчитываются УК и используются для расчёта количества Дж/см2 до следующего полива) в пределах 2.1 - 3.3 мл/м2/Дж/см2.

Цитата

   Alexandr сказал:

Мне кажется , что транспирация у растений (огурцы, помидоры,розы)--это нелинейный процесс, зависимый от многих факторов: температуры, интенсивности света , концентрации СО2, скорости воздуха, дефицита влажности, ЕС......Если растение находится в рабочем диапазоне по микроклимату, то транспирация, в основном, зависит от энергетического воздействия. Если рабочая среда выходит за пределы допустимого (начинается стресс ),может быть, и поливать не стоит( транспирация в несколько раз уменьшается ).

 Samura сказал:

Цитата

Петр, мне кажется, что Вы пытаетесь часть работы агронома записать в программный код. Думаю, что эта идея очень сложна в реализации.
Все-таки, мне кажется, что полив (в программной системе) должен оперяться на ЕС, влажность субстрата, ну и радиацию тоже можно учитывать. А вот все, что касается климата, в систему запихать, думаю не получиться, да и не нужно это наверное. Сама влажность субстрата, и динамика изменений влажности субстрата говорит о том, на сколько растение в работе.
Климат нужен создавать все-ровно  рабочий, а если Вы боитесь, что при нулевом ДВ (мертвом климате) у Вас поливы будут идти,  и Вы перельете, то в этом ничего страшного нет, если переливы не систематические.
В общем, я хочу сказать, что нужно климат создавать хороший, а не поливы настраивать под плохой климат, т.е. поливы и климат нужно разграничивать внутри общей системы, анализировать по отдельность, и представлять общую картину, и от нее отталкиваться. И поскольку искуственного интеллекта еще не придумали, то и программно реализовать систему полива, которая будет отталкиваться от параметров климата думаю не получиться. ИМХО. 

Александр, Евгений, спасибо. Этот сезон отработал на перлите. Поливы были по таймеру. Минимальный интервал между поливами 30 мин. Для лета это много.  Разовая доза 50-200 мл/капельницу. 
Настраиваю для солнечной, жаркой погоды такую разовую дозу с 30 мин. перерывами, чтобы до обеда пошёл дренаж. Он не собирается, а уходит в почву. При стабильной погоде это работает не плохо.

Поменялась погода. С утра пасмурно и холодно. Мне нужно отъехать до вечера. И вот я "чешу репу")): на сколько же мне установить первый полив?? какой итервал?? на сколько последний полив?? Это называется "вытащи лотерейный билет", потому что не знаю какая погода будет в течение дня. 
Много раз было так. Солнечно и жарко. В обед уезжаю на несколько часов. Меняется погода, начинается дождь, пасмурно и холодно. Таймер отрабатывает установленные поливы, которые совсем ненужны. Весь раствор уходит в дренаж.

Главная задача разрабатываемого контроллера решить подобные проблемы. УК должен корректировать поливы при изменении каких то параметров в пределах нормы или оптимума, а не во всём диапазоне их значений. При этом не отменяется наблюдение за культурой, измерение ЕС и влажности субстрата, корректировка поливов.

Оптимальный микроклимат поддерживает другая независимая система путем изменения Т регистров и управления фрамугами.

Наступила поздняя осень. Холодно, сыро и темно. Поливать в теплице нечего и решил сделать небольшой стенд для "обкатки" контроллера полива. И чтобы со своим "солнцем". В качестве источника света два 10 Вт светодиода. На растоянии около 10 см обеспечивают освещённость более 100 кЛюкс.

Обозначения на фото:
ДУ_1  и ДУ_2 - датчики уровня воды в баке_1 и раствора в баке_2.
LED - радиатор с двумя ледами.
ДС - датчик света/солнца/радиации.
КЛ - клапан, осуществляющий долив воды в бак_1 и красный светик для индикации.
РТ_LED - регулятор тока через лед. Такой восход и закат солнца вручную).
ПР - программатор для загрузки в МК прошивки.
КРДН и КРПН - коммутируемые розетки для доливочного и поливочного насосов. Третья розетка для тэна.
DHT - датчики температуры и ОВВ. Три шт.
ДТР - датчик Т раствора.

Температуру датчики показывают вполне сносно. В заявленную погрешность +-0.5*С укладываются. А вот с ОВВ в +-3% не уложились. Нужна калибровка. Датчики куплены в разное время.

На фото видно что включен:
-клапан долива воды
-насос долива раствора
-происходит полив через второй клапан - светится второй справа зеленый лед и на дисплее W2 (work).

Для включения мощной нагрузки сделал коммутируемые розетки. Это реле 30А и обычная розетка в корпусе которой смонтированы искрогасящие и помехоподавляющие элементы, что на порядок продлевает жизнь контактам реле при работе на индуктивную нагрузку. 

Цитата

Марите пишет:

Вот попалась мне у Марденкро такая вот информация http://www.redusystems.com/en/innovation/coatings-enable-maximum-efficiency-of-photosynthesis-en/

всю заметку приводить не буду, читайте по ссылке, скопирую только график и пояснение

The more light, the better the yield. But at a certain moment the leaves at the top of the crop have reached their maximum capacity. Therefore it is better to distribute the available light throughout crop. That can be seen in the photo response curve. 

For each crop, higher light intensity leads to more net photosynthesis within a certain section (see chart). The rise in this section is almost proportional to the increase in the light level. But at a given moment it stops. Then the efficiency flattens out and can even fall if the light increases further. Then more light is harmful to the plant. 

То есть, с увеличением освещенности до определенной величины интенсивность фотосинтеза тоже возрастает, затем наступает точка (скорее, плато) насыщения, а при дальнейшем росте освещенности фотосинтез снижается. Избыточный свет может быть опасен для растения.

Марите, вот помните же обо мне...
По ссылке нет конкретных цифр по огурцу, томату, но думаю, что под забеленным хотя бы мелом СПК или двойной пленкой "избыточного света" не будет даже в июне. Рассуждения на этот счёт ниже. И можно считать что интенсивность фотосинтеза пропорциональна освещённости.

Приведу цитаты из Вашего блога http://greentalk.ru/blogs/entry/533-стратегия-полива-огурца-в-яркую-солнечную-погоду/

Огуречники знают, что в пасмурную и дождливую погоду растению требуется меньше воды и вовремя корректируют установки компьютера. К сожалению, большая часть производителей не знает о максимальном испарении растения. Такие моменты чаще всего встречаются в апреле и мае. В эти месяцы интенсивность cолнечной радиации достигает 850 Вт/м2, одновременно температура воздуха бывает довольно низкой, да еще и нередко дует холодный ветер, не позволяющий в достаточной мере проветрить теплицу. Даже в тех теплицах, где применяется водяное охлаждение кровли и туманообразование, уровень солнечной радиации на поверхности листа остается очень высоким. В таких условиях растение огурца способно испарить больше 1 л воды/м2 в течение часа!...

Считаем поливочный коэффициент: 
при 850 Вт/м2 за час приходит  850*3600/10000 = 306 Дж/см2.
полив.коэф. = (1000мл/м2) / 306Дж/см2 = 3.27 мл/м2/Дж/см2

Вылить 1л/м2 при количестве 2.5капельниц/м2 производительностью 2л/час нужно 
1л*60 /(2*2.5) = 12 мин.
Выходит, чтобы обеспечить растения необходимым количеством раствора в таком случае можно мах. подключить до 5 клапанов  60мин / 12мин = 5. При этом насос будет работать непрерывно.
Но это если кровля пропускает 100% света. 

По весне (она выдалась очень "тёмная") в марте делал замер освещенности. В пасмурную погоду внутри теплицы 6 кЛюкс, снаружи 10-11 кЛк. Светопропускание 7 летнего СПК (+ элем. конструкции) не выше 60%!!

Поэтому для каждой теплицы значение полив. коэф. будет различно.

Марите:

В 03.11.2016 в 10:32, Pyotr сказал:

Поэтому для каждой теплицы значение полив. коэф. будет различно.

Конечно!

Ещё информация по теме "Транспирация растений в зависимости от интенсивности освещения и дефицита влажности."

Пожалуй самый компактный РУ. Раствор готовится в узле с тремя ИВ и хранится в 20 л канистре (выполняет роль миксера). Принцип тот же что описывал вначале темы.
Сделал вторую версию поплавкового датчика уровня. Меньше по габаритам и имеет визуальное отображение уровня раствора в баке. Также имеет самодиагностику - в нестандартной ситуации отключает насосы и включает попеременное мигание зелёным и красным ледами.
В моём случае раствор готовится 750 л/час. Этого РУ достаточно для полива до 350 растений двухлитровыми капельницами.  
Как работает.
Датчик уровня управляет насосом долива раствора, поддерживая его (раствора) уровень в пределах 10-20 л.
Например, бак полный-насос долива отключен, зелёный лед мигает раз в сек. короткими вспышками. Пришло время полива-включается поливочный насос, раствор в баке начинает убывать. При остатке 10л включается насос долива и зелёный лед меняет состояние-светится 0.9сек.,  затем на 0.1сек.гаснет.
Если по какой-то причине раствор опускается до нижнего уровня (расход на полив больше 750 л/час), поливочный насос выключается и загорается красный лед. Следующее включение поливочного насоса возможно если уровень поднимется выше 10л. При этом красный лед погаснет.

На фото светится красный лед - поливы запрещены, в баке мало раствора.
Ещё фото в альбоме http://greentalk.ru/gallery/image/5094-ру_мини_3/