Υπολογισμός του ρυθμού αερισμού σε θερμοκήπιο με τη χρήση συσκευής ανοιχτού κώδικα
Creators: name: Παπαγρηγορίου, Γρηγόριος Κυριάκου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Θερμοκήπιο
Ρυθμός αερισμού
Συσκευή ανοιχτού κώδικα
Greenhouse
Ventilation rate
Open-source device

description: Η γεωργία αποτελούσε πάντα έναν από τους σημαντικότερους τομείς στην ανάπτυξη της οικονομίας της Ελλάδας. Με την ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στις μεθόδους και τον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται στον τομέα αυτό γεγονός που οδήγησε σε αυξημένες αποδόσεις και καλύτερη ποιότητα των παραγόμενων προϊόντων των καλλιεργειών. Τις τελευταίες δεκαετίες, με την εξάπλωση των θερμοκηπιακών μονάδων οι παραγωγοί έχουν την δυνατότητα να εκμεταλλεύονται και να αξιοποιούν τις καλλιεργητικές εκτάσεις κατά τη διάρκεια ολόκληρου του έτους αυξάνοντας έτσι την ποσότητα του παραγομένου προϊόντος και κατ’ επέκταση το κέρδος τους. Μέσω των νέων μεθόδων μεγιστοποιείται το κέρδος ενός παραγωγού καθώς επιτυγχάνεται αύξηση της απόδοσης και βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων με ταυτόχρονη εξοικονόμηση ενέργειας και επενδυτικού κεφαλαίου ενώ παράλληλα μειώνεται και η ρύπανση του περιβάλλοντος. Επίσης, έχουν αναπτυχθεί συστήματα αυτοματισμού για τον έλεγχο του μικροκλίματος ενός θερμοκηπίου για βελτιστοποίηση των καλλιεργειών και των προϊόντων τους και μείωση του εργατικού δυναμικού που συνεπάγεται μείωση των εξόδων του παραγωγού. Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή βασίστηκε στον σχεδιασμό και την κατασκευή ενός συστήματος ελέγχου των περιβαλλοντικών συνθηκών σε ένα θερμοκήπιο με υδροπονική καλλιέργεια τομάτας. Τοποθετήθηκαν τρεις αισθητήρες για την μέτρηση της θερμοκρασίας εσωτερικά και εξωτερικά του θερμοκηπίου και ένα ανεμόμετρο για την μέτρηση της ταχύτητας του ανέμου. Οι αισθητήρες και το ανεμόμετρο συνδέονται απευθείας με τη συσκευή ανοιχτού κώδικα Arduino και μέσω αυτής αποθηκεύονται οι μετρήσεις σε μια κάρτα τύπου micro SD ύστερα από τον απαραίτητο προγραμματισμό του Arduino. Οι τιμές της θερμοκρασίας και της ταχύτητας του ανέμου οδήγησαν στον υπολογισμό του ρυθμού αερισμού του θερμοκηπίου με τη χρήση δύο διαφορετικών υπολογιστικών μοντέλων. Ο αερισμός αποτελεί μια πολύ σημαντική διαδικασία καθώς μέσω αυτού γίνεται έλεγχος της θερμοκρασίας και της υγρασίας μέσα σε ένα θερμοκήπιο και ανανεώνεται η φυσική σύνθεση του περιβάλλοντος αέρα. Ο αερισμός μπορεί να επιτευχθεί με δυο τρόπους, τον φυσικό αερισμό και τον τεχνητό. Ο φυσικός αερισμός είναι οικονομικότερος από τον τεχνητό και αποτελεί τον πιο διαδεδομένο τρόπο αερισμού. Τέλος, οι μετρήσεις που αποθηκευτήκαν στο Arduino παρατηρήθηκαν για χρονικό διάστημα μιας εβδομάδας και στη συνέχεια έγινε στατιστική ανάλυση και σύγκριση τους προκειμένου να διαπιστωθεί η αξιοπιστία και αποτελεσματικότητα του συστήματος μέτρησης ως ένα οικονομικότερο σε σχέση με άλλα συστήματα εργαλείο ελέγχου των περιβαλλοντικών συνθηκών του θερμοκηπίου
description: Agriculture has always been one of the most important sectors for the economic development of Greece. As technology has been evolved rapidly, there was a significant progress in methods and equipment that are used in agriculture that has led to increased yield and better quality of the crops’ products. Over the last decades, thanks to the spreading of greenhouses, producers have the ability to exploit and utilize the growing areas during the whole year increasing the quantity of their products and consequently their profits. Furthermore, the producer’s profit is maximized via the new methods that are applied to increase the yield and improve the quality of the products. Simultaneously, they achieve both energy and capital saving while the environment’s pollution is also reduced. Additionally, automatic systems have been developed for monitoring the microclimate of greenhouses so as to optimize the crops and their products and decrease the workforce which means the reduction of the producer’s expenses. The current postgraduate dissertation is based on the design and building of a system that monitors the environmental conditions inside a greenhouse with hydroponic tomato crop. Three sensors and an anemometer were put inside and outside the greenhouse in order to measure air temperature and wind speed respectively. They were directly connected with an open source device called Arduino and the measurements were saved in a micro SD memory card after Arduino’s proper programming. The values of temperature and wind speed led to the measurement of the greenhouse’s ventilation rate by using two different calculating models. The ventilation is an important procedure because it provides control over temperature and humidity inside a greenhouse and the natural mixture of air is being renewed as well. There are two possible ways to achieve sufficient ventilation inside a building; the natural and the forced ventilation. Natural ventilation is more widespread and cheaper than forced ventilation because it doesn’t consume electricity or fuels. Lastly, the measurements which were saved in Arduino were observed for one week and then they were statistically analyzed and compared in order to evaluate the credibility and efficiency of the monitor system as a cheaper tool for controlling greenhouse’s environmental conditions