Temperatura i wilgotność należą do najważniejszych parametrów kontrolowanych podczas uprawy roślin w zamkniętej przestrzeni.
Problem w tym, że sam zakup termometru i higrometru nie gwarantuje prawidłowego pomiaru.
Czujnik umieszczony bezpośrednio pod lampą może wskazywać inną temperaturę niż czujnik znajdujący się pomiędzy roślinami. Urządzenie ustawione obok nawilżacza może natomiast pokazywać znacznie wyższą wilgotność niż ta, która rzeczywiście występuje w większości growboxa.
Dlatego równie ważne jak jakość czujnika jest jego:
prawidłowe umiejscowienie.
W tym poradniku wyjaśniamy:
Artykuł ma charakter edukacyjny i dotyczy kontroli warunków podczas legalnej uprawy roślin.
Growboxy, termometry, higrometry, czujniki temperatury, sterowniki klimatu, lampy LED oraz systemy wentylacyjne mogą być wykorzystywane między innymi podczas uprawy:
Sensishop.pl nie zachęca do łamania obowiązujących przepisów ani do uprawy roślin zabronionych prawem.
Aktualne informacje Ministerstwa Rolnictwa wskazują, że uprawa konopi innych niż włókniste jest w Polsce zabroniona poza szczególnym wyjątkiem przewidzianym w przepisach prawa.
Poniższy materiał dotyczy kontroli mikroklimatu stosowanej w legalnym ogrodnictwie indoor.
Rośliny reagują na cały mikroklimat znajdujący się wokół ich liści.
Znaczenie mają między innymi:
Na podstawie temperatury i wilgotności można również określić VPD, czyli deficyt ciśnienia pary wodnej.
Jeżeli pomiary są błędne, również decyzje dotyczące:
mogą być niewłaściwe.
Najbardziej reprezentatywny pomiar temperatury powietrza powinien być wykonywany:
na wysokości górnej części roślin lub bardzo blisko poziomu ich korony.
Cornell Controlled Environment Agriculture zaleca umieszczanie czujników środowiskowych blisko poziomu korony roślin, tak aby mierzyły warunki rzeczywiście występujące w strefie uprawowej.
Nie oznacza to, że czujnik powinien leżeć bezpośrednio na liściu.
Powinien mierzyć otaczające powietrze.
Ciepłe powietrze przemieszcza się ku górze.
W górnej części growboxa może więc występować wyższa temperatura niż na poziomie roślin.
Załóżmy, że czujnik zamontowany wysoko pokazuje:
30°C.
Na poziomie liści może być:
26°C.
Jeżeli sterownik wentylacji korzysta z odczytu czujnika umieszczonego przy suficie, może niepotrzebnie uruchamiać wentylator z maksymalną mocą.
Dlatego czujnik sterujący klimatem powinien reprezentować warunki, które rzeczywiście odczuwa roślina.
Dolna część namiotu może być chłodniejsza.
To właśnie tam często znajduje się również wlot świeżego powietrza.
Jeżeli termometr ustawimy bezpośrednio przy wlocie, może wskazywać temperaturę zasysanego powietrza, a nie temperaturę panującą wokół liści.
Przykładowo:
przy wlocie:
23°C
na poziomie roślin:
27°C
przy suficie:
30°C
Każdy odczyt może być prawidłowy dla swojego miejsca.
Pytanie brzmi:
który z nich najlepiej opisuje warunki roślin?
Najczęściej będzie to pomiar na wysokości korony.
Dobrym punktem wyjścia jest:
środkowa część powierzchni uprawowej, na wysokości górnych liści.
Czujnik należy jednak umieścić tak, aby:
Profesjonalne systemy szklarniowe stosują często osłonięte i wentylowane czujniki znajdujące się w pobliżu poziomu roślin. Ma to ograniczać wpływ bezpośredniego promieniowania oraz lokalnych źródeł ciepła na wynik pomiaru.
Nie jest to najlepsze rozwiązanie.
Lampa emituje promieniowanie, które może ogrzać obudowę czujnika.
Wtedy urządzenie może wskazywać temperaturę wyższą niż rzeczywista temperatura powietrza.
To trochę tak, jak termometr pozostawiony na słońcu.
Nie mierzy wtedy wyłącznie temperatury powietrza. Jego obudowa jest dodatkowo ogrzewana promieniowaniem.
Dlatego czujnik temperatury powinien być:
osłonięty przed bezpośrednim promieniowaniem lampy, ale jednocześnie mieć swobodny kontakt z przepływającym powietrzem.
Cornell w materiałach dotyczących kontroli środowiska szklarniowego wskazuje, że prawidłowy czujnik temperatury powinien być zacieniony, wentylowany i znajdować się w reprezentatywnym miejscu na poziomie roślin.
W profesjonalnych szklarniach często stosuje się:
aspirated sensor box
czyli osłonę pomiarową z kontrolowanym przepływem powietrza.
Niewielki wentylator zasysa powietrze przez obudowę i kieruje je obok czujnika.
Dzięki temu:
Cornell opisuje takie rozwiązanie jako standardową metodę poprawy reprezentatywności pomiarów w kontrolowanym środowisku uprawowym.
W domowym growboxie nie zawsze potrzebny jest profesjonalny system aspiracyjny, ale zasada pozostaje taka sama:
mierz temperaturę powietrza, a nie temperaturę nagrzanej obudowy czujnika.
Najczęściej czujnik temperatury i RH znajduje się w jednym urządzeniu.
W takim przypadku również powinien znajdować się:
w strefie roślin.
Wilgotność może być zupełnie inna:
Dlatego pojedynczy czujnik należy ustawić w miejscu możliwie reprezentatywnym dla większości przestrzeni uprawowej.
To jeden z najczęstszych błędów.
Załóżmy, że nawilżacz znajduje się po lewej stronie growboxa.
Czujnik wiszący kilkanaście centymetrów od wylotu mgły wskazuje:
82% RH.
Sterownik wyłącza nawilżacz.
Tymczasem po przeciwnej stronie growboxa może występować:
52% RH.
Sterownik podejmuje więc decyzję na podstawie lokalnego mikroklimatu, który nie reprezentuje całej przestrzeni.
Czujnik powinien znajdować się poza bezpośrednim strumieniem mgły.
Podobny problem może pojawić się przy wyciągu.
Powietrze jest tam intensywnie przemieszczane.
Czujnik może rejestrować warunki w miejscu bardzo różniącym się od mikroklimatu panującego pomiędzy roślinami.
Zadaniem głównego czujnika jest przede wszystkim reprezentowanie:
strefy uprawowej.
Czujnik nie powinien znajdować się bezpośrednio przed wentylatorem mieszającym.
Silny strumień powietrza może powodować, że będzie rejestrował warunki charakterystyczne dla konkretnego kierunku przepływu.
Jednocześnie czujnika nie należy umieszczać w całkowicie nieruchomej kieszeni powietrza.
Najlepiej, jeśli wokół urządzenia występuje:
łagodna i normalna cyrkulacja powietrza.
W małym growboxie często tak.
Przykładowo w namiocie:
60x60cm
lub
80x80cm
jeden prawidłowo ustawiony czujnik może dawać wystarczający obraz sytuacji.
W większych przestrzeniach sytuacja jest bardziej skomplikowana.
Możliwe są różnice pomiędzy:
Wtedy warto zastosować kilka punktów pomiarowych.
Przykładowo w większym growboxie można wykorzystać:
Na wysokości roślin w centralnej części.
Po stronie dopływu świeżego powietrza.
Po przeciwnej stronie powierzchni uprawowej.
Pozwala to sprawdzić, czy warunki są równomierne.
Jeżeli odczyty wynoszą:
czujnik 1: 26,0°C
czujnik 2: 25,5°C
czujnik 3: 26,3°C
rozkład temperatury jest dość równomierny.
Jeżeli natomiast otrzymujemy:
24°C
27°C
30°C
należy znaleźć przyczynę dużej różnicy.
Najczęstsze przyczyny to:
Kilka czujników może więc służyć nie tylko do pomiaru, ale również do diagnostyki przepływu powietrza.
To nie jest to samo.
Termometr lub higrometr mierzy najczęściej:
temperaturę powietrza.
Liść może mieć inną temperaturę.
Wpływają na nią między innymi:
Dlatego przy temperaturze powietrza:
26°C
liść nie musi mieć dokładnie:
26°C.
Najprostszym rozwiązaniem jest:
termometr na podczerwień.
Urządzenie pozwala bezkontaktowo zmierzyć temperaturę powierzchni.
W bardziej zaawansowanych instalacjach wykorzystuje się również specjalne czujniki podczerwieni stale monitorujące temperaturę roślin.
Badania w kontrolowanych środowiskach wykorzystują takie czujniki do ciągłego monitorowania temperatury powierzchni korony roślin.
Należy:
W większej powierzchni warto sprawdzić:
Pozwala to ocenić, czy nie występują lokalne strefy przegrzewania.
Powietrze to tylko część mikroklimatu.
Temperatura strefy korzeniowej wpływa na fizjologię roślin, dlatego w niektórych systemach warto monitorować również temperaturę:
podłoża lub roztworu odżywczego.
Jest to szczególnie istotne przy:
Nie należy jednak mieszać tych pomiarów.
Czujnik w podłożu mierzy temperaturę strefy korzeniowej, a nie temperaturę powietrza.
Wilgotność względna zależy od temperatury.
Załóżmy:
rano:
22°C i 65% RH
po włączeniu lamp:
27°C i 50% RH.
Spadek RH nie musi oznaczać, że cała woda nagle zniknęła z powietrza.
Po prostu cieplejsze powietrze może utrzymać większą ilość pary wodnej.
Dlatego temperaturę i wilgotność należy analizować razem.
VPD, czyli:
Vapor Pressure Deficit
opisuje deficyt ciśnienia pary wodnej.
W praktyce pozwala lepiej zrozumieć warunki wpływające na transpirację.
Do dokładniejszego wyznaczania VPD roślin przydatna jest również temperatura liści.
Dlatego bardziej zaawansowany system może wykorzystywać:
temperaturę powietrza + RH + temperaturę liści.
Nowoczesne czujniki mogą rejestrować dane automatycznie.
To znacznie bardziej użyteczne niż pojedynczy odczyt raz dziennie.
Dlaczego?
Warunki mogą zmieniać się po:
Jednorazowy odczyt:
26°C i 55% RH
nie mówi, czy kilka godzin wcześniej występowało:
31°C i 40% RH
albo czy nocą RH wzrosło do:
80%.
Data logger zapisuje wyniki w regularnych odstępach.
Może rejestrować:
Dzięki temu można zobaczyć nie tylko aktualny stan, ale cały trend.
Przykład:
12:00: 25°C, 55% RH
15:00: 27°C, 50% RH
18:00: 28°C, 48% RH
22:00: 24°C, 60% RH
02:00: 21°C, 73% RH
Od razu widać, że największym problemem może być wzrost wilgotności po wyłączeniu lampy.
Nawet prosty termohigrometr zapisujący:
MIN
oraz
MAX
może dostarczyć cennych informacji.
Jeżeli aktualnie widzimy:
25°C
ale wartość MAX wynosi:
34°C
oznacza to, że w pewnym momencie temperatura była znacznie wyższa.
Podobnie:
aktualne RH:
55%
MAX:
84%.
Taki wynik powinien skłonić do sprawdzenia, kiedy pojawia się tak duży wzrost wilgotności.
Nie.
Każdy sensor ma określoną:
Dwa tanie higrometry ustawione obok siebie mogą pokazywać:
55%
i
61%.
Nie musi to oznaczać, że jeden jest całkowicie uszkodzony.
Może wynikać z tolerancji pomiarowej.
Dlatego przed użyciem kilku czujników warto je porównać.
Najprostsza metoda:
Przykład:
Czujnik A:
25,1°C i 57% RH
Czujnik B:
25,3°C i 58% RH
Czujnik C:
25,2°C i 65% RH
Czujnik C wyraźnie różni się od pozostałych.
Może wymagać sprawdzenia lub kalibracji.
Niektóre urządzenia umożliwiają ręczną korektę wskazań.
Można wtedy ustawić:
offset temperatury
oraz
offset wilgotności.
Nie należy jednak wprowadzać korekty na podstawie przypadkowego porównania z innym, równie niedokładnym urządzeniem.
Najlepiej korzystać z procedury kalibracji zalecanej przez producenta.
Do systemu automatycznej kontroli klimatu najwygodniejsze są czujniki cyfrowe współpracujące ze sterownikiem.
Pozwalają:
Prosty analogowy termometr nadal może jednak pełnić funkcję pomocniczego punktu kontrolnego.
Tak, szczególnie gdy główny sensor steruje urządzeniami.
Załóżmy, że czujnik ulegnie uszkodzeniu i zacznie wskazywać:
35°C
mimo że rzeczywista temperatura wynosi:
25°C.
Sterownik może uruchomić wentylację z pełną mocą.
Jeżeli mamy drugi niezależny termometr, znacznie łatwiej zauważyć nieprawidłowość.
W ważnych instalacjach redundancja pomiaru zwiększa bezpieczeństwo.
Warto monitorować również warunki w pomieszczeniu, z którego growbox pobiera powietrze.
Dzięki temu można porównywać:
pomieszczenie
z
growboxem.
Przykład:
Pokój:
24°C i 50% RH
Growbox:
29°C i 48% RH
Widzimy, że główną różnicą jest temperatura.
Może to sugerować zbyt dużą ilość ciepła generowaną wewnątrz lub niewystarczającą wymianę powietrza.
Inny przykład:
Pokój:
26°C i 72% RH
Growbox:
27°C i 75% RH
W tym przypadku zwiększanie samej wentylacji może mieć niewielki wpływ na wilgotność, ponieważ powietrze doprowadzane do namiotu już jest wilgotne.
Sterownik może zwiększać prędkość wentylatora, gdy temperatura przekracza określony poziom.
Przykładowo:
normalna temperatura → 30% obrotów
wzrost temperatury → 60%
dalszy wzrost → 100%.
Nie należy jednak traktować tych wartości jako uniwersalnych ustawień.
Progi powinny być dostosowane do:
Ten sam sensor może współpracować z:
Przy spadku RH sterownik może uruchomić nawilżacz.
Przy wzroście RH może zwiększyć wentylację albo uruchomić osuszacz.
Ważne jest jednak zastosowanie odpowiedniej:
histerezy.
Załóżmy, że ustawimy docelowe RH na:
60%.
Bez odpowiedniej histerezy urządzenie mogłoby:
włączyć się przy 59,9%,
wyłączyć przy 60%,
chwilę później znowu się uruchomić.
Prowadziłoby to do bardzo częstego przełączania.
Histereza tworzy niewielki zakres działania.
Przykładowo urządzenie może uruchomić się przy:
55%
i wyłączyć przy:
60%.
Dokładne ustawienia zależą od sterownika i potrzeb konkretnej uprawy.
Może wydawać się to oczywiste, ale jest to stosunkowo częsty błąd.
Czujnik umieszczony:
mierzy głównie lokalne warunki sprzętu.
Nie odpowiada to temperaturze otoczenia roślin.
Ściana może być:
Jeżeli czujnik bezpośrednio jej dotyka, przewodzenie ciepła może wpływać na odczyt.
Najlepiej zawiesić sensor swobodnie w powietrzu.
Tak.
Jeżeli rozpoczynamy od niewielkich sadzonek, czujnik znajduje się stosunkowo nisko.
Po kilku tygodniach rośliny mogą być znacznie wyższe.
Jeżeli czujnik pozostanie w tym samym miejscu, może znajdować się:
kilkadziesiąt centymetrów poniżej korony.
Przestaje wtedy reprezentować warunki panujące przy górnych liściach.
Dlatego wysokość czujnika warto regularnie dostosowywać.
Dla niewielkiego growboxa:
1 główny czujnik temperatury i RH na wysokości korony roślin
plus opcjonalnie:
1 czujnik temperatury i RH w pomieszczeniu.
Dla większego growboxa:
1 centralny czujnik na poziomie korony
plus:
1 czujnik po lewej stronie
plus:
1 czujnik po prawej stronie
plus:
1 czujnik warunków w pomieszczeniu.
Pozwala to znacznie lepiej ocenić równomierność mikroklimatu.
Mierzy warunki górnej części growboxa, a nie strefy roślin.
Może pokazywać temperaturę chłodnego nawiewu.
Promieniowanie może nagrzewać obudowę.
Odczyt RH może być sztucznie zawyżony.
Pomiar może nie reprezentować większości powierzchni.
Temperatura powierzchni może wpływać na wynik.
Rośliny rosną, a sensor pozostaje zbyt nisko.
Nie pokazuje zmian w ciągu doby.
Dwa czujniki mogą różnić się o kilka procent RH.
Trudniej określić, czy problem powstaje wewnątrz growboxa czy już poza nim.
Wybierz czujnik temperatury i wilgotności o znanej dokładności.
Umieść go na wysokości górnej części roślin.
Osłoń go przed bezpośrednim promieniowaniem lampy.
Nie umieszczaj go przy nawilżaczu, nawiewie ani wyciągu.
Zapewnij delikatny ruch powietrza wokół czujnika.
Obserwuj wartości MIN i MAX.
Sprawdź warunki zarówno przy włączonym, jak i wyłączonym oświetleniu.
Porównaj wyniki z temperaturą i RH pomieszczenia.
W większych growboxach wykonaj pomiary w kilku miejscach.
Wraz ze wzrostem roślin przesuwaj czujnik wyżej.
Podstawowy system:
| Parametr | Do czego służy? |
|---|---|
| Temperatura powietrza | kontrola mikroklimatu wokół roślin |
| RH | kontrola wilgotności względnej |
| MIN/MAX | wykrywanie ekstremów w ciągu doby |
Bardziej zaawansowany system może dodatkowo monitorować:
| Parametr | Do czego służy? |
|---|---|
| Temperatura liści | dokładniejsza ocena warunków powierzchni roślin |
| VPD | ocena zależności temperatury i wilgotności |
| Temperatura podłoża | kontrola strefy korzeniowej |
| Temperatura pomieszczenia | porównanie z warunkami growboxa |
| RH pomieszczenia | ocena jakości powietrza zasysanego do namiotu |
Dobry czujnik umieszczony w złym miejscu może dostarczać mniej użytecznych informacji niż prostsze urządzenie ustawione prawidłowo.
Najważniejsza zasada brzmi:
temperaturę i wilgotność należy mierzyć tam, gdzie rzeczywiście znajdują się rośliny.
Główny czujnik warto umieścić:
na wysokości korony roślin, w reprezentatywnym miejscu, poza bezpośrednim promieniowaniem lampy i z dala od strumienia nawilżacza, nawiewu oraz wyciągu.
W większej przestrzeni warto zastosować kilka punktów pomiarowych.
Pozwala to sprawdzić, czy temperatura i wilgotność są równomierne na całej powierzchni.
W bardziej zaawansowanej kontroli można dodatkowo mierzyć:
temperaturę liści, temperaturę podłoża, VPD oraz warunki w pomieszczeniu.
Najważniejsze nie jest jednak gromadzenie jak największej liczby czujników.
Najważniejsze jest uzyskanie danych, które rzeczywiście opisują środowisko roślin i pozwalają prawidłowo sterować:
wentylacją, nawilżaniem, osuszaniem, chłodzeniem i ogrzewaniem.
Prawidłowy pomiar jest podstawą skutecznej automatyzacji całorocznej, legalnej uprawy pomidorów, papryki, ziół, sałat, rozsady i wielu innych roślin.
Jaki growbox wybrać? Porównanie rozmiarów 60×60, 80×80, 100×100, 120×120 i 150x150cm Wybór odpowiedniego growboxa jest jedną z pierwszych decyzji przy tworzeniu domowej...
Czytaj całość
Automatyczne podlewanie roślin. Jak zbudować prosty system nawadniania krok po kroku? Automatyczne podlewanie może znacząco ułatwić prowadzenie domowej uprawy roślin. Zamiast każdego dnia...
Czytaj całość
Jak nawozić rośliny w doniczkach od sadzonki do pierwszych owoców? Kiedy zacząć nawozić młodą sadzonkę? Czy po przesadzeniu od razu podawać nawóz? Kiedy przejść z Grow na Bloom? Czy...
Czytaj całość
Osuszacz powietrza do growboxa. Jak dobrać jego wydajność? Zbyt wysoka wilgotność jest jednym z częstszych problemów występujących w zamkniętych przestrzeniach przeznaczonych do uprawy...
Czytaj całość