Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для автоматического проветривания теплиц

Эта цель достигается устройством для автоматического проветривания теплицы, как изложено в формуле изобретения. Предложенное устройство содержит электропривод на основе мотор-редуктора с валом вращения, жестко закрепленный в центре на раме теплицы, блок управления мотор-редуктором на основе микроконтроллера с электронным датчиком температуры и измерителем тока потребления мотор-редуктора и две гибкие тяги, передающие усилие с вала мотор-редуктора на две форточки, открывающиеся сверху вниз под действием пружины и/или гравитации. Гибкие тяги выполнены в виде строп, намотанных широкой стороной стропы в одном направлении на вал мотор-редуктора, ширина которого равна или больше ширины стропы, причем первые концы гибких тяг соединены вместе и зафиксированы без скольжения на валу вращения, а вторые концы гибких тяг разделены и присоединены при помощи эластичного элемента к форточкам. Устройство содержит регулировку длины каждой из гибких тяг и минимум два ролика, направляющих гибкие тяги таким образом, чтобы от шкива до роликов гибкие тяги двигались вместе, а от роликов до форточек раздельно. Режимы проветривания отличаются разными температурами открытия и закрытия форточек. Программный код микроконтроллера обеспечивает периодическое включение мотор-редуктора в направлении открытия форточки при температуре выше оптимального диапазона и периодическое включении мотор-редуктора в направлении закрытия форточки при температуре ниже оптимального диапазона. Длительность периода каждого включения мотор-редуктора в направлении закрытия форточек подобрана так, что она должна быть больше чем длительность периода включения в направлении открытия форточек и меньше чем время одного оборота вала мотор-редуктора. Период включения мотор-редуктора рассчитан таким образом, чтобы он был достаточным для установления температуры в теплице с необходимой точностью. Число включений мотор-редуктора в направлении открытия форточек обеспечивает угол открытия не более 90 градусов, а число включений мотор-редуктора в направлении закрытия форточек обеспечивает плотное закрытие форточек, которое определяется блоком управления по увеличению тока потребления мотор-редуктором. Блок управления и мотор-редуктор помещены во влагозащищенный корпус и работают от компактного, независимого от электросети источника питания гальванического типа (батареек). Заряда устройства хватает на весь сезон вегетации. Блок управления вместе с приводом легко снимается и также легко устанавливается.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На рис.1 изображена схема устройства для автоматического проветривания теплицы. Устройство содержит: жестко закрепленную на каркасе теплицы раму - 1, влагозащищенный корпус, в котором размещен мотор-редуктор, блок управления мотор-редуктором с электронным датчиком температуры - 2, гибкие тяги - 3, ролики (направляющие блоки) - 4, форточки теплицы - 5, шкив - 6, эластичный элемент крепления - 7. Тяги намотаны в одном направлении на шкив, жестко насаженный на вал мотор-редуктора, причем одни концы гибких тяг перед намоткой на шкив соединены вместе, зафиксированы на шкиву без скольжения. Вторые концы гибких тяг разделены и присоединены к форточкам, при этом устройство содержит регулировку длины каждой из гибких тяг и минимум два ролика, направляющих гибкие тяги таким образом, чтобы от шкива до роликов гибкие тяги двигались вместе, а от роликов до форточек раздельно.

Работает устройство следующим образом.

При отклонении температуры внутри теплицы от запрограммированной, микроконтроллер в зависимости от знака отклонения включает питание мотор-редуктора определенной полярности. При повышении температуры происходит включение мотор-редуктора в направлении открытия форточек, вал мотор-редуктора начинает вращаться, усилие с вала синхронно передается на гибкие тяги, которые через направляющие блоки подсоединены к противоположно расположенным форточкам теплицы, происходит ослабление натяжения и удлинение гибких тяг в результате разматывания их со шкива. При ослаблении натяжения, под действием веса и/или пружины форточки приоткрываются. Поскольку форточки открываются сверху вниз, а теплый воздух стремится вверх, то даже небольшое открытие одновременно двух форточек приводит к эффективному проветриванию теплицы. Период включения мотор-редуктора должен быть достаточным для установления температуры в теплице с необходимой точностью, например 1-3 минуты. При понижении температуры ниже оптимального диапазона происходит включение мотор-редуктора в направлении закрытия форточек. Гибкие тяги наматываются на шкив и тянут за собой форточки.

Программный код микроконтроллера обеспечивает периодическое включение мотор-редуктора в направлении открытия форточки при температуре выше оптимального диапазона и периодическое включение мотор-редуктора в направлении закрытия форточки при температуре ниже оптимального диапазона. Для обеспечения устойчивой работы привода форточек с помощью гибких тяг, длительность включения мотор-редуктора должна быть меньше, чем время одного оборота вала мотор-редуктора. Кроме того, программный код микроконтроллера обеспечивает конечное число включений мотор-редуктора в направлении открытия форточек, которое обеспечивает угол открытия форточек не более 90 градусов. При циклической работе "открыть-закрыть" во избежание чрезмерного открытия форточки (более 90 градусов) программный код микроконтроллера обеспечивает длительность каждого включения мотор-редуктора в направлении закрытия форточек больше, чем длительность включения в направлении открытия форточек.

Число включений мотор-редуктора в направлении закрытия форточек ограничено только условием плотного закрытия форточек, которое определяется блоком управления по увеличению тока потребления мотор-редуктором. Это гарантирует плотное закрытие форточек, что и предотвращает избыточные потери тепла при низкой уличной температуре и сильном ветре. Регулировка длины гибких тяг осуществляется в состоянии форточки "закрыто" с целью плотного закрытия одновременно обеих форточек. Плотному закрытию одновременно двух форточек помогает эластичный элемент, например отрезок резинки, с помощью которого гибкая тяга крепится к форточке.

Оптимальный диапазон температур в теплице зависит от вида выращиваемых растений. Так для томатов он составляет (24-32)ºС.

Закрытие начинается при температуре 24°C, что является наиболее благоприятной температурой для роста большинства растений. Вес форточек, натяжение ремня и мощность двигателя сбалансированы. Предложенное устройство позволяет поддерживать температуру внутри тепличного сооружения в заданных программой оптимальных значениях. Система автоматического управления проветриванием имеет электропитание низкого напряжения и может автономно работать от 8 пальчиковых батарей ААА в течение всего сезона вегетации.

Такое устройство позволяет достичь поставленные цели: обеспечивает простой монтаж устройства привода и его демонтаж для зимнего хранения; снижение электропотребления; обеспечение всегда плотного закрытия фрамуг; удешевление конструкции за счет подсоединения одного устройства сразу к двум форточкам; избавляет от необходимости ходить в теплицу ради управления системой проветривания.