HI5000 – napájací zdroj pre malé farmy
Mnoho pestovateľských malých fariem, ktoré zabezpečujú intenzívny rast rastlín pomocou hnojenia, vykonáva samotnú prípravu hnojiva ručne ešte aj dnes. Napriek tomu, že to vyžaduje veľkú presnosť, pozornosť a musí sa to robiť každý deň. Nemôže sa to zveriť iným – ak sa to pokazí, môžu spôsobiť obrovské škody. Riešením by mohol byť automatický kŕmny počítač, ale na to by bolo potrebné investovať 2-3 milióny forintov, čo nie je jednoduché v prípade malých poľnohospodárov. Prechodným riešením môže byť napríklad mini kŕmny počítač HI5000, ktorý patrí medzi najlacnejšie kŕmne počítače, ale niektoré jeho prvky sú veľmi profesionálne vyriešené. Výhodou HI5000 je, že sa inštaluje na existujúci zavlažovací systém, takže je možné maximálne využiť už existujúce časti. V našom článku predstavíme vedomosti potrebné na prevádzku HI5000 – je to univerzálna vedomostná báza o zavlažovacích počítačoch. Do tohto článku sa nezmestí všetko, čo by sme chceli povedať o fungovaní zavlažovacích počítačov, ale budeme pokračovať v našich ďalších článkoch.
Časti a funkcie napájacieho zdroja
Nech používame akékoľvek zariadenie na dávkovanie živín, všetky majú spoločné prvky. Živné roztoky sa pripravujú z vody a hnojív. Ak však chceme proces mechanizovať, musíme vopred pripraviť jeden alebo viac zásobných roztokov (A+B+…). V tomto článku sa nezaoberáme prípravou ani zložením zásobného roztoku; iba konštatujeme, že obsah solí v používaných zásobných roztokoch je približne stonásobný oproti koncentrácii živného roztoku potrebnej pre rastliny. Dávkovacie zariadenie teda zabezpečuje riedenie zásobných roztokov vodou. Stonásobné riedenie je výhodné aj preto, že ak pripravíme 100 litrov zásobného roztoku, po stonásobnom zriedení z neho získame 10 m3 Vďaka tomu je jednoduché zabezpečiť základný materiál pre výživový roztok až na týždeň vopred.
Najdôležitejšie prvky napájacích zdrojov vykonávajú funkčne rovnaké úlohy ako v jednoduchých, tak aj v automatických systémoch. Ide o tieto funkcie (pozri obrázok nižšie):
- Prívod vody do nádrže
- Absorpcia a dávkovanie kmeňových roztokov do živného roztoku
- Pohyb vody a živín v systéme
- Meranie pH a EC
- Riadenie procesu: riadenie dávkovania na základe nameraných výsledkov, až kým sa nedosiahne nastavená hodnota pH a EC
- čerpanie živného roztoku do rastlín.
Procesy prípravy živín v HI5000 Mini Feeder
Mnoho firiem ponúka výživové počítače, ktoré sa líšia v tom, ako ich vývojári riešili realizáciu jednotlivých fáz. Je pochopiteľné, že úlohu je možné vyriešiť jednoduchými a zložitejšími prostriedkami. Cieľom je, aby výživový počítač s prijateľnou presnosťou pripravil výživový roztok podľa požadovaného receptu.
2.Pracovný princíp napájacieho adaptéra: na príklade napájacieho adaptéra HI5000
Súčasti HI5000 Mini Power Meter sú navrhnuté tak, aby si ich mohol užívateľ prispôsobiť svojim potrebám. Na obrázku nižšie sú zobrazené časti Power Meter. Na tomto obrázku nie je vidieť nádrž, čerpadlo a merač hladiny vody, pretože tieto časti nie sú súčasťou súpravy HI5000.
Zelená šípka vľavo ukazuje cestu živného roztoku z nádrže do systému a potom zelená šípka dole ukazuje, ako opúšťa dávkovač. Senzory EC a pH dávkovača sú zabudované do potrubia podľa pravidiel (o tom sme už písali v našom blogu, pozri tu …Senzory sú pripojené k pH/EC merača a regulátora HI9913. Potom sa roztok prechádza cez dve Venturiho trubice. Vákuum vytvorené v Venturiho trubiciach nasáva pôvodné roztoky z nádob. Aby bolo vákuum dostatočné, musí byť na vstupe Venturiho trubice zabezpečený správny tlak, takže závisí od tlaku vody generovaného čerpadlom. Kmeňové roztoky (modré šípky) sa pohybujú smerom nahor, najprv cez prietokomer, potom cez solenoidové ventily a na vstup do Venturiho nádoby. Zapnutie/vypnutie solenoidových ventilov je riadené riadiacou jednotkou HI9913 v závislosti od rozdielu medzi hodnotou nameranou EC senzorom a hodnotou zadanou pri programovaní.
V systéme HI5000 sa na dávkovanie kyseliny používa dávkovač kyseliny BL10-2. Na dávkovači kyseliny je možné presne nastaviť prietok kyseliny. Napájacie napätie dávkovača kyseliny pochádza z regulátora HI9913 a regulátor rozhoduje o jeho zapnutí/vypnutí v závislosti od toho, čo merala pH sonda na vstupe v porovnaní s predprogramovanou hodnotou pH. Ak sa ešte nezhodujú, dávkovač sa zapne. Ak je pH nižšie ako nastavená hodnota, dávkovanie kyseliny sa vypne.
Ako už bolo spomenuté, jednou z najväčších výhod HI5000 je flexibilita, teda možnosť prispôsobiť ho svojmu systému alebo vlastným predstavám a potrebám.
Priemery plastových rúrok sa dajú meniť a tým aj rýchlosť prietoku. Regulácia sa v podstate nemení, či sa má dosiahnuť miešanie 1000 l/h alebo 3000 l/h. Senzory pracujú až do tlaku 6 barov, čo je dostatočné pre veľmi široký rozsah miešania. Venturiky a prietokomery sa dajú tiež upraviť (zvýšiť ich kapacitu) a to nie je príliš drahé v porovnaní s cenou systému.
Vyššie uvedené obrázky sú len niektoré príklady z internetu, ako používatelia zmenili systém.
3.Pripojenie napájacieho počítača HI5000 k existujúcemu zavlažovaciemu systému
Na obrázku nižšie je znázornená možná realizácia so sadou napájacích zdrojov HI5000. V schéme sú prvky, bez ktorých by systém mohol fungovať (napríklad časový programátor alebo regulátor hladiny vody), ale vo všeobecnosti platí pravidlo, že prácu, ktorú stroj nerobí, robí človek.
Ak už máte miešaciu nádrž a osvedčené výkonné čerpadlo na zavlažovanie a výživu, môžete použiť existujúci systém na prevádzku výživy pridaním dvoch regulátorov prietoku. Ak potrebujete systém s väčšou kapacitou, musíte zvýšiť priemer potrubia a kapacitu čerpadla, vymeniť venturiky za väčšie, ale elektronika sa nemení. To znamená, že za pomerne malé peniaze možno dokonca zdvojnásobiť kapacitu systému.
4. Výpočet hmotnosti: Výpočet hmotnosti vzorky.
Príprava živného roztoku je v podstate proces riedenia, ktorý zahŕňa vodu (riedidlo) a pôvodný roztok (pevný roztok, ktorý sa má zriediť). Konečným výsledkom je stredne zriedený roztok (v našom prípade hotový živný roztok). Takže ak zmeníme pomery medzi vodou a pôvodným roztokom, Môžeme pripraviť akýkoľvek výživný roztok (ale nie s vyššou hodnotou EC ako má pôvodný roztok).
Pozrime sa, ako bude náš systém fungovať, ak máme 1000 litrovú miešaciu nádrž, ale chceme našim rastlinám poskytnúť aspoň 3000 litrov živného roztoku za hodinu.
Ak chcete pripraviť živný roztok s EC = 2,0 mS/cm z vody s EC 0,5 mS/cm a základného roztoku s EC 200 mS/cm, pridajte do 3000 litrov vody X 200 mS/cm za hodinu (v závislosti od X (Ak chcete vypočítať hodnotu).
Základné údaje.
Vodivosť vody EC= 0,5 mS/cm a z vody sa odoberie 3000 litrov (za 1 hodinu)
Vodivosť základného roztoku EC = 200 mS/cm a odoberieme z neho X liter (no, to je to, čo chceme vypočítať)
Vodivosť hotového živného roztoku by mala byť EC = 2,0 mS/cm
Objem hotového živného roztoku (3000 + X ) litrov, pretože kmeňový roztok sa pridáva do vody.
Rovnica pre proces riedenia je jednoduchá:
Zadajte príslušné čísla:
3000 x 0,5 + X x 200 = (3000+X) x 2,0
Vykonajte výpočty:
1500 + 200 X = 6000 + 2 X
198 X = 4500,
X= 22,7 litra.
Ak teda chceme pripraviť 3023 litrov živného roztoku s hodnotou 2,0 mS/cm za hodinu, musíme za hodinu zmiešať 22,7 litra základného roztoku s hodnotou 200 mS/cm s 3000 litrami vody s hodnotou 0,5 mS/cm.
Rýchlosť procesov v nádrži.
Pre uľahčenie nastavenia môže byť užitočné vykonať ešte niekoľko výpočtov (kto nemá rád túto časť, prečítajte si závery na konci a potom pochopíte, prečo sú výpočty dôležité) a Chápeme logiku procesov.
Ak je rýchlosť prúdenia 1000 l/h, potom rýchlosť prúdenia cez dávkovač je 16,7 l/min. Rýchlosť nasávania Venturiho trubice sa mení v závislosti od tlaku, ale ak vezmeme priemerný pomer 1:30, potom to zodpovedá rýchlosti nasávania približne 0,56 l/min.
Vypočítajme dva prípady.
Začiatok.
Ak je na začiatku v nádrži iba 500 litrov vody s hodnotou EC 0,5 mS/cm a požadujeme výstupnú hodnotu EC=2,0 mS/cm, k 500 litrom musíme pridať 3,8 litra zásobného roztoku s vodivosťou 200 mS/cm. S použitím vyššie získaného údaja 0,56 l/p dostaneme, že dávkovací systém potrebuje približne 6,8 minút na načerpanie požadovaného základného roztoku.
V procese
Ak je už v nádrži 500 litrov živného roztoku s hodnotou EC 1,5 mS/cm a požadujeme výstupnú hodnotu EC=2,0 mS/cm, k 500 litrom musíme pridať 1,26 litra zásobného roztoku s vodivosťou 200 mS/cm. S použitím vyššie získaného údaja 0,56 l/p dostaneme, že dávkovací systém potrebuje približne 2,3 minúty na čerpanie požadovaného predbežného roztoku.
Ak však má 500 litrov roztoku v nádrži už na začiatku hodnotu EC 1,8 mS/cm, dávkovací systém musí pridať iba 0,5 litra zásobného roztoku na dosiahnutie požadovanej hodnoty, a to približne Môže to urobiť za 0,9 minúty.
Záver:
- Čím bližšie je hodnota EC živného roztoku k nastavenej hodnote, tým menej času potrebuje regulátor na dosiahnutie presnej hodnoty.
- Aby bol časovač presnejší, je potrebné ho najprv spustiť v režime miešania a ešte predtým, ako začnete kŕmiť rastliny. Systém bude potrebovať približne 5-8 minút, kým hodnota EC dosiahne požadovanú hodnotu. Ak už rozdiel nie je veľký, automatické riadenie časovačom bude rýchlejšie sledovať zmeny a jemne a presne udržiavať danú hodnotu EC. Až potom do nej vložte vodu a pripravený živný roztok rozotrite na rastliny.
PREDCHODNE: Čo je proporcionálna regulácia? Ako fungujú profesionálne napájacie zdroje? No, o tom budeme hovoriť v našom ďalšom článku.
