در صنعت کشاورزی و به طور خاص در فضای گلخانه، استفاده از کنترلرهای مختلف بسیار راهگشا است. یک کنترلر گلخانه از طریق کنترل انواع پارامترها، نقش بسزایی در افزایش بازده محصول و کاهش آسیب ها خواهد داشت. حال سوال این است که کنترلر گلخانه چیست؟ و استفاده از تنظیم کننده گلخانه چه مزایایی دارد؟
هوشمندسازی در هر زمینه ای از صنعت می تواند نیاز به اپراتورهای انسانی را برطرف نماید. همچنین، با توجه به این که عمده فعالیت های هوشمندسازی شده از طریق سیستم های کامپیوتری یا هوش مصنوعی انجام می گیرند، این فعالیت ها دقت فراوانی دارند. این مساله در بحث کنترل شرایط محیطی، مزایای بسیاری برای گیاهان گلخانه ای دارد. برای مثال، در فضای یک گلخانه انواع کمیت های مهم مانند دما و رطوبت مقادیر مشخصی دارد. در صورتی که مقدار این پارامترها از حد استاندارد آن ها بالاتر یا پایین تر باشد، ضررهای جبران ناپذیری به گلخانه وارد خواهد شد. در این مقاله از دانشنامه گلخانه سعی بر آن است تا اهمیت استفاده از کنترلر گلخانه را بیان نماییم.
کنترلر گلخانه چیست؟
کشت و کار در گلخانه با کشاورزی در محیط بیرون از گلخانه تفاوت های بسیاری دارد. در محیط گلخانه انواع پارامترها مانند دما و رطوبت باید به صورت کاملا تنظیم شده باشند. بنابراین استفاده از کنترلر گلخانه به یک امر طبیعی و البته ضروری تبدیل شده است.
به طور کلی، انواع گیاهان گلخانه ای به دما و رطوبت متفاوتی نیاز دارند تا رشد صحیحی داشته باشند. در صورت وجود اختلاف بین دما و رطوبت محیط با میزان استاندارد این پارامترها، سلامت گیاه و بازده آن ها به خطر خواهد افتاد. برای مثال، اگر گیاهی که بهترین رشد را در دمای 23 درجه دارد، برای مدت طولانی در دمای 32 درجه قرار گیرد، آسیب خواهد دید. بنابراین، لازم است دمای محیط همواره بررسی و تنظیم گردد. این موضوع درباره میزان رطوبت محیط نیز صدق می کند. اندازه گیری مرتب دما و رطوبت و تنظیم آن ها توسط اپراتورهای انسانی دشوار است. به همین دلیل، همواره باید از ابزار کنترل کننده، تحت عنوان کنترلر گلخانه استفاده شود.
کنترلر گلخانه چه پارامترهایی را کنترل می کند؟
کنترلر گلخانه یک ابزار برای تنظیم همه کمیت های مهم برای پرورش گیاهان گلخانه ای است. برخی از مهم ترین پارامترهایی که یک کنترلر گلخانه می تواند بر آن ها نظارت داشته باشد عبارتند از:
- زمان آبیاری گیاهان مختلف
- اندازه گیری دمای محیط و تنظیم آن
- اندازه گیری و تنظیم مقدار رطوبت موجود در محیط
- زمان فعال سازی فن ها
- زمان فعال سازی مه پاش گلخانه
- تنظیم نور محیط گلخانه
نحوه عملکرد کنترلر گلخانه چگونه است؟
منظور از تنظیم دما و رطوبت در محیط گلخانه به کمک کنترلر گلخانه، نگه داشتن مقدار این پارامترها در حد متعادل و استاندارد است. در غیر این صورت، خسارت های جبران ناپذیری می تواند بر گلخانه وارد گردد. سیستم تنظیم دما و رطوبت گلخانه یا همان کنترلر گلخانه از طریق سنسورها فعالیت خود را آغاز می کنند. در واقع، در ابتدای کار یک نقطه به عنوان ست پوینت (حد متعادل و استاندارد برای هر کمیت) برای هر یک از کمیت های قابل اندازه گیری توسط دستگاه تنظیم کننده، تعیین می گردد. سنسورهای کنترلر تک تک این کمیت ها را اندازه گرفته و با مقدار ست پوینت مقایسه می کند. در صورت وجود اختلاف بین مقادیر اندازه گیری شده و مقدار ست پوینت، تجهیزات سرمایشی یا گرمایشی، رطوبتی، مه پاش ها یا فن ها فعال خواهند شد.
فرض کنید دمای اندازه گیری شده درون گلخانه باید برابر با ۱۸ درجه باشد. حال اگر سنسورهای کنترلر گلخانه، میزان دمای گلخانه را برابر با ۱۹ درجه اندازه گیری کنند، سیگنال خروجی به سمت سیستم های سرمایشی ارسال می شود. در واقع وجود اختلاف بین مقدار اندازه گیری شده هر کمیت با مقدار ست پوینت مربوط به آن کمیت، باید به نحوی جبران شود. در مثال بالا روشن شدن فن ها یا سیستم سرمایشی گلخانه، به کاهش دمای محیط تا ۱۸ درجه کمک می کند.
مزایای استفاده از کنترلر گلخانه چیست؟
نگه داشتن مقدار پارامترهای مختلف در فضای گلخانه در حد استاندارد از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. هر گونه افزایش یا کاهش در مقدار این پارامترها را می توان به کمک کنترلر گلخانه تنظیم نمود. در ادامه به مزایای استفاده از کنترلر گلخانه اشاره می کنیم.
- تنظیم اتوماتیک دما و رطوبت
کنترلر گلخانه به صورت اتوماتیک می تواند مقدار این پارامترها را در حد متعادل نگه دارد. یکی از مهم ترین مزایای استفاده از کنترلر گلخانه نیز همین اتوماتیک بودن سیستم تنظیم کننده آن است. در واقع، سیستم هوشمند تنظیم کننده دما و رطوبت، بدون نیاز به اپراتورهای انسانی، در زمان مورد نیاز فعال می شوند.
- فعال بودن سیستم در طول شبانه روز
تنظیم دما به روش سنتی می تواند آسیب رسان باشد. زیرا در زمان هایی از شبانه روز (مانند شب های زمستانی یا روزهای تابستانی) که یا امکان کنترل دماسنج توسط افراد وجود ندارد یا تغییرات ناگهانی دما رخ می دهد، ممکن است گیاهان گلخانه ای آسیب ببینند. یک کنترلر گلخانه به صورت اتوماتیک در تمام طول شبانه روز به کنترل دمای محیط می پردازد.
- کاهش هزینه های مربوط به انرژی و سوخت در گلخانه
مزیت مهم دیگر استفاده از کنترلر گلخانه هوشمند، صرفه جویی در مصرف انرژی و هزینه های مربوط به آن است. در واقع، هنگامی که کمترین اختلاف دما و رطوبت در گلخانه به وجود می آید، سنسورهای کنترلر فعال شده و بلافاصله تجهیزات سرمایشی و گرمایشی را فعال می کنند. در نتیجه با صرف کمی انرژی، دما و رطوبت به حد ایده آل و استاندارد خود می رسد.
با رسیدن مقدار هر یک از این کمیت ها به مقدار ست پوینت تنظیم شده، سیستم های سرمایشی و گرمایشی غیر فعال می شوند. این مساله کمک می کند تا از روشن ماندن بی رویه دستگاه های یاد شده، پیشگیری به عمل آید. به این ترتیب، قابلیت کنترلر گلخانه اتوماتیک به کاهش مصرف انرژی و هزینه های مربوط به آن کمک خواهد کرد.
روش‌های مختلف کنترل گلخانه هوشمند و انواع آن
روش های مختلف کنترل گلخانه هوشمند برای تنظیم کردن انواع پارامترها در سطح گلخانه به کار می روند. برخی از مهم ترین سیستم های کنترلی موجود در گلخانه عبارتند از:
- سیستم خنک کننده
- تنظیم کننده نور و روشنایی گلخانه
- سیستم تنظیم کننده آبیاری
- کنترلر گرمایشی گلخانه
- تنظیم کننده عملکرد فن ها
- سیستم تنظیم کننده سطح دی اکسید کربن در محیط گلخانه
استفاده از کنترلر گلخانه هوشمند به اندازه گیری و تنظیم هر یک از پارامترهای یاد شده می پردازد. کنترل اتوماتیک این کمیت ها علاوه بر افزایش بازده محصولات گلخانه ای، نقش بسزایی در کاهش هزینه های انرژی و مصرف سوخت دارد. علاوه بر سیستم های کنترل کننده مربوط به فضای داخل گلخانه، برخی تجهیزات نیز برای بیرون از گلخانه هوشمند به کار می روند. برای مثال، در نظر گرفتن یک ایستگاه هواشناسی هوشمند در خارج از گلخانه می تواند اطلاعات مربوط به آب و هوا را به صورت لحظه به لحظه ارائه دهد. مسلما اطلاع از شرایط جوی و آب و هوایی خارج از گلخانه به کنترل و تنظیم شرایط دمایی و رطوبتی داخل گلخانه کمک خواهد کرد. برای دریافت اطلاعات بیشتر مربوط به کنترلر دما و رطوبت گلخانه و هوشمند کردن گلخانه می توانید به مقالات دیگر در دانشنامه گلخانه مراجعه کنید.