CC BY
49
niyu trudy XI Mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii, posvyashchyonnoj 100-letiyu so dnya rozh-deniya vydayushchegosya uchyonogo prof. R. M. Mat-veevskogo: sbornik tezisov dokladov, Institut mashi-novedeniya im. A. A. Blagonravova, 2016. pp. 95-97.
10. Zolotov V. A., Seleznev M. V., Marandyki-na S. O. Tribologicheskaya aktivnost' bezzol'nyh ditio-fosfatov v srede sinteticheskogo smazochnogo masla (Tribological activity of ashless dithiophosphates in the environment of synthetic lubricating oil), Neftepere-rabotka i neftekhimiya, 2017, No. 8, pp. 38-41.
11. Goryacheva I. G., Mahovskaya YU. YU., Morozov A. V., Stepanov F. I. Trenie ehlastomerov. Modelirovanie i ehksperiment (The friction of elastomers. Simulation and experiment), M, Izhevsk, Institut komp'yuternyh issledovanij, 2017, 204 p.
12. Oreshenkov A. V., Grishin N. N., Stepano-va S. E. Tribologicheskie harakteristiki goryuche-smazochnyh materialov (Tribological characteristics of lubricants), Mir nefteproduktov, Vestnik neftyanyh kom-panij, 2017, No. 2, pp. 23-25.
13. Cvetkov O. N., CHeremiskin A. A. Tribologicheskaya ocenka svojstv smazochnyh masel (Evaluation of tribological properties of lubricating oils), Mir nefteproduktov, Vestnik neftyanyh kompanij, 2017, No. 2, pp. 25-27.
14. Pravotorova E. A., Buyanovskij I. A. Metod minimizacii kolichestva tribologicheskih ispytanij (Minimizing the number of tribological tests), Trenie i smazka v mashinah i mekhanizmah. 2009. No. 3. pp. 15-20.
15. YAh'yaev N. Ya., Begov Zh. B., Batyrmur-zaev Sh. D., Batyrmurzaev A. Sh. Smazochnaya kompoziciya dlya uluchsheniya tribologicheskih harak-teristik smazochnogo materiala (The lubricant composition for improving the tribological characteristics of the lubricant), Trenie i smazka v mashinah i mekhanizmah, 2010, No. 7, pp. 29-32.
16. Kisilev B. R., Egorov S. A., Berezin K. G. Is-sledovanie iznosostojkosti stal'noj pary treniya v sma-zochnoj kompozicii, soderzhashchej stearaty metal-lov (Study of wear resistance of steel friction pair in a lubricating composition containing metallic stearates), Trenie i smazka v mashinah i mekhanizmah, 2010, No. 7, рр. 25-28.
17. Grishin N. N., Sereda V. V. Enciklopediya himmotologii (Encyclopedia of chemical), M, Izda-tel'stvo Pero, 2016. 960 р.
18. Morozov A. V. EHksperimental'noe oprede-lenie staticheskogo i dinamicheskogo koehfficientov treniya skol'zheniya ehpilamirovannyh materialov (Experimental determination of the static and dynamic coefficients of sliding friction materials epidemiogenic), Trenie i iznos, 2014, T. 35, No. 2, рр. 114-120.
19. Puchkov V. N., Zaskal'ko P. P. Issledovaniya vliyaniya dobavok nanostrukturirovannyh materialov na tribologicheskie svojstva smazochnyh masel (Research of influence of additives of nanostructured materials on the tribological properties of lubricating oils), Trenie i smazka v mashinah i mekhanizmah, 2010, No. 11, рр.25-30.
20. Tribologiya - mashinostroeniyu : Trudy desyatoj yubilejnoj Vserossijskoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii s uchastiem inostrannyh specialistov (Tribol-ogy - engineering : proceedings of the tenth anniversary all-Russian scientific-technical conference with participation of foreign experts), M, Pero, 2014, 170 р.
21. Rudnik L. R. Prisadki k smazochnym materi-alam. Svojstva i primenenie (Additive in lubricants. Properties and applications), per. s ang. yaz. 2-go izd. Pod red. A.M. Danilova, SPb, COP Professiya, 2013, 928 р.
Дата поступления статьи в редакцию 14.06.2017, принята к публикации 17.08.2017.
05.20.02
УДК 631.53.027.34:621.384.2
РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ ДОЗИРОВАНИЯ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИ АКТИВНОЙ РАДИАЦИИ
© 2017
Большин Роман Геннадьевич, кандидат технических наук Ильясов Ильнур Рависович, магистр кафедры «Автоматизированный электропривод» Кондратьева Надежда Петровна, д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Автоматизированный электропривод» Корепанов Роман Игоревич, аспирант кафедры «Автоматизированный электропривод» Краснолуцкая Мария Геннадьевна, исследователь, преподаватель-исследователь Литвинова Вера Михайловна, к.филол.н., доцент, доцент кафедры «Иностранные языки» Филатова Ольга Михайловна, к.филол.н., доцент, доцент кафедры «Иностранные языки» ФГБОУ ВО Ижевская государственная сельскохозяйственная академия, Ижевск (Россия)
Аннотация
Введение. Существенное влияние на биологическое развитие растений, произрастающих у нас в стране, оказывает их место первичного происхождения, т. к. биологические объекты обладают генетической памятью. В виду того, что до 95 % урожая формируется под действием в зависимости фотосинтетически активной радиации (ФАР), то выращивание различных растений с помощью искусственного света заставляет особенно внимательно относиться к тому, чтобы спектр излучения ламп возможно больше соответствовал ФАР, в противном случае эффективность использования света снизится, а себестоимость продукции повысится.
Материалы и методы. При выращивании различных растений с помощью искусственных источников излучения целесообразно особенно внимательно относиться к спектру ламп потому, что он должен как возможно больше соответствовать дозам ФАР того региона, где первоначально произрастала выращиваемая культура. Для получения высокой продуктивности, например, земляники необходимо сымитировать дозы спектрального состава излучения зон ФАР Китая ее генетической родины. Грамотно управляя LED-фитоустановками с помощью микропроцессорных систем управления можно получать требуемую дозу спектральных составляющих зоны ФАР.
Результаты. С появлением разноцветных светодиодов стало возможным создавать наиболее эффективный для конкретной культуры спектр излучения, используя микропроцессорную систему дозирования, которая управляет работой разноцветных светодиодов с помощью программируемых логических контроллеров.
Обсуждение. Существует несколько методов написания программы для микроконтроллера: нами написана программа на персональном компьютере, который полностью управляет микроконтроллером. В нашем случае в микроконтроллер загружен базовый протокол Firmata, который предоставляет возможность для коммуникации между микроконтроллером и программным обеспечением компьютера.
Заключение. Разработанная микропроцессорная система дозирования позволяет управлять работой разноцветных светодиодов в облучательной фитоустановке, поддерживая тем самым требуемые дозы спектральных составляющих зоны ФАР в течение всего вегетационного периода. Применение таких экологических чистых, пожаро- и электробезопасных, эффективных интеллектуальных светодиодных облучательных фитоуста-новок (LED-фитоустановок) позволяет снизить расход электрической энергии на цели облучения при повышении продуктивности растений благодаря применению микропроцессорной системы дозирования.
Ключевые слова: алгоритм работы, меристемные растения, микропроцессорная система дозирования, программируемые логические контроллеры, фотосинтетически активная радиация (ФАР), спектральные составляющие зоны ФАР, светодиодные (LED) фитоустановки, управление LED-фитоустановками.
Для цитирования: Большин Р. Г., Ильясов И. Р., Кондратьева Н. П., Корепанов Р. И., Краснолуц-кая М. Г., Литвинова В., Филатова О. М. Разработка микропроцессорной системы дозирования фотосинтетически активной радиации // Вестник НГИЭИ. 2017. № 9 (76). С. 46-57.
DEVELOPMENT OF PHOTOSYNTHETIC ACTIVE RADIATION DOSE DELIVERY MICROPROCESSOR SYSTEM
© 2017
Bolshin Roman Gennadievich, Ph. D. in Engineering Sciences Ilyasov Il'nur Ravisovich, the Master of Automatic Electric Drive Chair Kondrateva Nadezhhda Petrovna, the Doctor of Engineering Sciences, Professor, the Head of Automatic Electric Drive Chair Korepanov RomanIgorevich, the postgraduate student of Automatic Electric Drive Chair Krasnolutskaya Mariya Gennedievna, the researcher, the lecturer Litvinova Vera Mikhailovna, the Candidate of Philological Sciences,
the Associate Professor of the Chair of Foreign Languages Filatova Ol'ga Mikhailovna, the Candidate of Philological Sciences, the Associate Professor of the Chair of Foreign Languages Izhevsk State Agricultural Academy, Izhevsk (Russia)
Abstract
Introduction. The biological development of most plants growing in our country heavily depends on their place of origin. This is due to the fact that all plants possess a basic set of some genetic material which is inherited. Since 95
per cent of all yields are formed by photosynthetic active radiation (PAR), spectrum emission frequency of the lamp must be brought into close proximity with natural radiation. Otherwise, light efficiency will decline and farm products will rise in price.
Materials and Methods. Therefore, to get a high yield of strawberry, for example, it is necessary to copy exactly the solar spectrum of China, the country of origin of the genetic resource. LED-based lamps or modules being in control allow to receive optimal solar spectrum dose. With the appearance of multi coloured LED-based lamps or modules there is a possibility to get the most effective radiation spectrum for some certain crop. Hence, the development of environmentally friendly, fireproof as well as electrically safe and intelligent LED-based lamps or modules is really relevant at present. They make possible to reduce energy consumption under irradiation and increase plant productivity.
Results. With the advent of colored LEDs, it became possible to create the most effective for a particular culture spectrum, using a microprocessor batching system, which controls the operation of the colored LEDs through programmable logic controllers.
Discussion. There are several methods of writing programs for micro controller; We wrote the program on a personal computer that controls the microcontroller. In our case, the microcontroller loaded with a basic Firmata Protocol, which provides an opportunity for communication between microcontroller and computer software.
Conclusions. Developed microprocessor-based metering system allows controlling the colored LEDs in the irradiation phytostanols, thereby maintaining the required dose of the spectral components of a zone of LIGHTS during the whole vegetation period. The use of such environmental friendly, fire and electro saved, efficient, intelligent led irradiation phytostanols (LED phytostanols) allows to reduce the consumption of electric energy for the purpose of irradiation while increasing the productivity of plants due to application of microprocessor-based metering system.
Key words: operation algorithm, meristem plants, dose delivery microprocessor system, programmable logic controllers (PLC), photosynthetic active radiation (PAR), spectral components of photosynthetic active radiation area, LED-based lamps or modules, LED-based lamps or modules management/ control systems.
Введение
Солнце является источником энергии для экосистем. Из всего количества солнечной энергии, которое достигает Земли, примерно 40 % сразу же отражается облаками, пылью в атмосфере и поверхностью планеты, не давая практически никакого эффекта. 15 % энергии превращается в тепловую энергию, поглощаясь атмосферой, озоном в стратосфере и парами воды. При этом озоновый экран поглощает практически все коротковолновые ультрафиолетовые лучи, которые очень вредны для живого на Земле. Оставшиеся 45 % энергии эффективно достигают поверхности Земли. На видимую часть спектра приходится менее половины падающих на нашу планету лучей. Зависимость поглощения и усвоения энергии растениями от длины волны светового излучения называют энергетическим спектром фотосинтетической активной радиации (ФАР). На английском языке - Photosynthetically available radiation или PAR). Диапазон ФАР это 400-700 нм. В каждом конкретном регионе количество получаемой от Солнца энергии ФАР зависит от географической широты, климата и ориентации участка относительно сторон горизонта [1, с. 136; 2, с. 37-40].
В среднем листья растений поглощают 80-85 % энергии ФАР солнечного излучения, но на фотосинтез расходуется только 1,5-2 % этой поглощенной энергии ФАР. В процессе фотосинтеза световая энергия поглощается пигментам. При
этом пигменты поглощают видимый свет избирательно, т. к. каждый пигмент имеет свой характерный спектр поглощения. Например. Спектр поглощения хлорофилла имеет два ярко выраженных максимума: в красной области (660 и 640 нм) и в сине-фиолетовой (430 и 450 нм) и минимум поглощения в зоне зеленых лучей. Этим и объясняется зеленая окраска этого пигмента. В живом листе у хлорофиллов более широкий и выровненный спектр поглощения. Так, красный максимум поглощения хлорофилла в хлоропласте имеет несколько пиков 670, 683, 700, 710 нм [3; 4; 5].
Материалы и методы Способность улавливать свет - первый из ограничительных факторов, определяющий эффективность фотосинтеза, если исходить из количества падающего света. Следовательно, выход биомассы зависит от площади коллектора солнечной энергии, т. е. листьев, функционирующих в течение года, от числа дней в году с такими условиями освещенности, когда возможен фотосинтез с максимальной скоростью, что определяет эффективность всего процесса. Поэтому при выращивании различных растений с помощью искусственных источников излучения целесообразно особенно внимательно относиться к спектру ламп потому, что он должен как можно больше соответствовать дозам ФАР того региона, где первоначально произрастала выращиваемая культура. В противном случае эффективность ис-
пользования искусственных источников излучения снизится, а себестоимость продукции повысится.
Из исследований А. А. Ничипоровича следует, что посевы сельскохозяйственных культур по использованию ФАР можно разделить на следующие группы: обычные - 0,5-1,5 %, хорошие -1,5-3,0 %, рекордные - 3,5-5,0 % и теоретически возможные - 6-8 %.
Анализ специальной отечественной и зарубежной литературы показал, что имеется широкий ассортимент фитоустановок для облучения растений с разными нерегулируемыми дозами спектральных составляющих зоны ФАР.
С появлением разноцветных светодиодов появилась возможность создавать наиболее эффективный спектр излучения для конкретной культуры. При грамотном управлении разноцветными светодиодными фитоустановками (LED-фитоустанов-ками) микропроцессорными системами дозирования (МСД) можно получать требуемую дозу спектральных составляющих зоны ФАР. Поэтому разработка экологических чистых, пожаро и электробезопасных, эффективных интеллектуальных светодиодных фитоустановок, позволяющих существенно снизить расход электрической энергии на цели облучения при повышении продуктивности растений, является актуальной задачей [3, с. 137; 4, с. 699-705; 5, с. 684-687].
Целью работы является разработка микропроцессорной системы дозирования (МСД) для ФАР, позволяющей повысить продуктивность биологически объектов и существенно уменьшить расход электроэнергии на цели облучения.
Задачи исследования:
1. Провести анализ существующих программируемых логических контроллеров (ПЛК).
2. Разработать алгоритм работы и структурную схему МСД для ФАР.
3. Разработать конструктивное решение МСД, аппаратное и программное обеспечение.
В зависимости от длины вегетационного периода величины приходящей ФАР на территории России сильно различаются: в приполярных зонах приход ее соответствует 0,42-0,63 млн МДж/га, а на Северном Кавказе 2,52-2,94 млн МДж/га, что обусловливает разное количество возможного накопления биомассы. В таблице 1 приведена биологическая урожайность при КПД ФАР 3 %.
В виду того, что за счет фотосинтетической деятельности растений формируется до 95 % урожая сельскохозяйственных культур, то необходимо разработать МСД для ФАР для различных культур, выращиваемых в защищенном грунте [6, с. 431-435; 7, с. 250; 8, с. 5-7; 9, с. 103-106; 10, с. 55-63].
Для решения поставленных задач было решено разработать программное обеспечение для программирующих логических контроллеров (ПЛК), управляющих работой RGB светодиодов для реализации наиболее эффективного режима облучения для конкретной культуры.
На кафедре «Автоматизированный электропривод» ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА с 2009 по настоящее время аспирантами, магистрами, бакалаврами кафедры проводятся исследования по влиянию спектрального состава излучения LED-фитоуста-новок на рост и развитие растений с целью разработки интеллектуальных светодиодных фитоустановок [11, с. 104-107; 12, с. 48-53; 13, с. 115; 14, с. 153-155; 15, с. 167-170; 16, с.
44-46; 17, с. 39; 18, с. 59-69; 19, с. 425-431].
В опытах 2016 и 2017 года нами разработана фитоустановка на светодиодных лентах. В светодиодной ленте находятся три вида диодов: красные, зеленые и синие, которые соединены последовательно. Визуально излучение имеет лилово-бордовый цвет, напоминающий излучение разрядных фито ламп ЛФ40-1 и ЛФ-40-2, разработанных учеными Ю. М. Жилинским и В. Д. Куминым в 60-х годах прошлого столетия [18, с. 59-69; 20, с. 5-10; 21, с. 81-87; 22, с. 50-52; 23, с. 11-16].
Таблица 1 - Возможная биологическая урожайность при КПД ФАР 3 %
Географическая Приход ФАР, 3 % использования Возможная биологическая
широта, град млн МДж/га ФАР, ккал/га урожайность, т/га
0-10 3,75-2,51 113-75 67-45
10-20 3,35-2,09 100-63 60-38
20-30 2,93-2,01 88-60 33-36
30-40 2,01-1,34 60-40 36-24
40-50 1,34-0,87 40-26 24-16
50-60 0,92-0,75 28-23 17-14
60-70 0,84-0,50 25-15 15-9
Результаты
Анализ существующих ПЛК показал, что можно использовать интеллектуальное реле Zelio Soft фирмы Schneider Electric. C учетом политики импортозамещения, можно использовать российский ПЛК фирмы ОВЕН. Оба ПЛК обладают широкими возможностями, но в нашем случае мы не сможем воспользоваться ими, кроме этого эти ПЛК достаточно дороги. Поэтому для разработки интеллектуальной светодиодной фитоустановки мы предлагаем использовать микроконтроллер ATmega328, который смешивает цвета в требуемой пропорции. Предпочтение отдано этому микроконтроллеру в виду того, что он прост в использовании и имеет доступную цену в пределах 250.. .450 руб.
Существуют два способа смешивания цветов: аддитивный и субрактивный.
Аддитивное смешение цветов - метод синтеза цвета, основанный на сложении цветов непосредственно излучающих объектов.
Метод аддитивного смешения основан на особенностях строения зрительного анализатора человека, в частности на таком явлении как метамерия. Сетчатка человеческого глаза содержит три типа колбочек, воспринимающих свет в фиолетово-синей, зелено-жёлтой и жёлто-красной частях спектра [5; 24, с. 197-199; 26, с. 124-129].
Стандартом для аддитивного смешения цветов является модель цветового пространства RGB. Смешивая в определённом соотношении три основных цвета - красный (red), зелёный (green) и синий (blue), можно воспроизвести большинство воспринимаемых человеком цветов. Аддитивное смешение используется в компьютерных мониторах или телевизионных экранах, цветное изображение на которых получается из красных, зеленых и синих точек.
В противоположность аддитивному смешению цветов существуют схемы субтрактивного синтеза. В этом случае цвет формируется за счет вычитания определенных цветов из белого света. Самая
распространенная модель субтрактивного синтеза -CMYK, широко применяющаяся в полиграфии.
Заключительная стадия процесса цветовоспроизведения по субтрактивному методу используется, например, для определения цвета (модели CMYK и RYB), или для получения звука (вычитание волн, к примеру синтезатор Subtracter из популярной музыкальной программы Propellerhead Reason) [3; 8; 22].
Белый свет - электромагнитное излучение видимого диапазона, которое вызывает у наблюдателя с нормальным цветовым зрением световое ощущение, нейтральное по отношению к цвету. Спектр белого света может быть как непрерывным (например, тепловое излучение тела, нагретого до температуры, близкой к температуре фотосферы Солнца, около 6 000 К), так и линейчатым. В последнем случае спектр белого света составляют как минимум три монохроматических излучения, вызывающих отклик у светочувствительных клеток человеческого глаза трёх различных типов. Белый свет может быть также получен в результате смешения двух излучений с дополнительными цветами. Осветительные приборы, кроме специальных случаев, должны создавать белый свет.
Для реализации нашего проекта, наиболее подходит аддитивное смешение цветов, при помощи которого планируется получить необходимую дозу спектральных составляющих зоны ФАР. В таблице 2 приведены расчеты, где на основе аддитивного смешивания цветов мы получаем необходимые значения для написания МСД для ФАР.
Сначала нужно определить цветовой спектр солнца, который характерен для мест первичного произрастания определенных видов растений, для которого мы будем рассчитывать дозу ФАР.
Нами была разработана математическая модель по смешиванию цветов на основе закона аддитивного смешения [24, с. 197-199; 25, с. 68-71; 26, с. 124-129].
Таблица 2 - Разложение цветов желтого и пурпурного
Цвета Требуемое содержание цветов Содержание цветов после первого этапа Содержание цветов после второго этапа Фактическое содержание цветов в излучении от LED-фитооблучателя Значение каждого цвета в контроллере по цветовой модели RGB
Обозначение - - С К З
Размерность % % % % о. е.
Красный (red) 28 39 43 100 255
Желтый 22
Зеленый (green) 20 31 31 72,09 183
Синий (blue) 16 16 22 51,16 130
Фиолетовый 8 8
В таблице 2 на первом этапе происходит разложение желтого света по закону смешивания цветов, на втором этапе - разложение фиолетового света по закону аддитивного смешения цветов. Далее мы вычисляем фактическое процентное содержание цветов в излучении от LED-фитооблучателя. Делается это с помощью пропорции.
Следующим шагом был расчет внутреннего значения для управления светодиодами. Это значение выдает аналоговую величину (ШИМ волну) на порт выхода. Период рабочего цикла - значение между 0 (полностью выключено) и 255 (сигнал подаётся постоянно).
Полученные расчетным путем значения вносим в программу контроллера, который управляет фитооблучателем. Схема управления LED-фито-облучателем состоит из платы Arduino Uno (Ардуи-но Уно) с вмонтированным в нее микроконтроллером ATmega328; макетной платы с установленными
транзисторами; самого ЬЕБ-фитооблучателя и источника питания 12 В.
Выбор платы Ардуино Уно с вмонтированным в нее микроконтроллером ATmega328 сделан исходя из удобства загрузки программы в контроллер и удобства написания алгоритма программы.
Для написания алгоритма работы программы для микропроцессорной системы дозирования ФАР необходимо знать продолжительность светового периода того региона, который является генетической родиной выращиваемой культуры. Поэтому в алгоритме работы ЬЕБ-фитоустановки мы будем воспроизводить время восхода и заката солнца. В качестве примера в таблице 3 приведены результаты расчета этих данных по методике, предложенной А. Ф. Клешниным, для генетической родины земляники Китая.
Данные приведенные в таблице 3, мы внесли в программу управления ЬЕБ-фитооблучателем.
Таблица 3 - Восход и заход солнца, продолжительность светового дня
Дата Солнце
Восход Закат Истинный полдень Световой день
Понедельник, 1 мая 5:14 19:08 12:11 13 ч 54 м 20 с
Вторник, 2 мая 5:13 19:09 12:11 13 ч 56 м 34 с
Среда, 3 мая 5:11 19:10 12:11 13 ч 58 м 46 с
Четверг, 4 мая 5:10 19:11 12:11 14 ч 0 м 58 с
Пятница, 5 мая 5:09 19:12 12:11 14 ч 3 м 8 с
Суббота, 6 мая 5:08 19:13 12:11 14 ч 5 м 16 с
Воскресенье, 7 мая 5:07 19:14 12:10 14 ч 7 м 22 с
Понедельник, 8 мая 5:06 19:15 12:10 14 ч 9 м 28 с
Вторник, 9 мая 5:05 19:16 12:10 14 ч 11 м 31 с
Среда, 10 мая 5:04 19:17 12:10 14 ч 13 м 33 с
Четверг, 11 мая 5:03 19:18 12:10 14 ч 15 м 33 с
Пятница, 12 мая 5:02 19:19 12:10 14 ч 17 м 31 с
Суббота, 13 мая 5:01 19:20 12:10 14 ч 19 м 28 с
Воскресенье, 14 мая 5:00 19:21 12:10 14 ч 21 м 22 с
Понедельник, 15 мая 4:59 19:22 12:10 14 ч 23 м 14 с
Вторник, 16 мая 4:58 19:23 12:10 14 ч 25 м 5 с
Среда, 17 мая 4:57 19:24 12:10 14 ч 26 м 52 с
Четверг, 18 мая 4:56 19:25 12:10 14 ч 28 м 39 с
Пятница, 19 мая 4:55 19:26 12:10 14 ч 30 м 22 с
Суббота, 20 мая 4:54 19:26 12:10 14 ч 32 м 3 с
Воскресенье, 21 мая 4:54 19:27 12:11 14 ч 33 м 42 с
Понедельник, 22 мая 4:53 19:28 12:11 14 ч 35 м 19 с
Вторник, 23 мая 4:52 19:29 12:11 14 ч 36 м 53 с
Среда, 24 мая 4:52 19:30 12:11 14 ч 38 м 24 с
Продолжение таблицы 3
Четверг, 25 мая 4:51 19:31 12:11 14 ч 39 м 54 с
Пятница, 26 мая 4:50 19:32 12:11 14 ч 41 м 20 с
Суббота, 27 мая 4:50 19:32 12:11 14 ч 42 м 43 с
Воскресенье, 28 мая 4:49 19:33 12:11 14 ч 44 м 3 с
Понедельник, 29 мая 4:49 19:34 12:11 14 ч 45 м 22 с
Вторник, 30 мая 4:48 19:35 12:11 14 ч 46 м 37 с
Среда, 31 мая 4:48 19:36 12:12 14 ч 47 м 49 с
Обсуждение
Существует несколько методов написания программы для микроконтроллера:
1. Написание программы на платформе Ар-дуино. Этот способ более экономичен, но для его реализации необходимо покупка дополнительного модуля, который дает возможность отслеживать время работы, т. к. у самого контролера нет функций настройки и сохранения времени.
2. Написание программы на персональном компьютере (ПК) для передачи временных характеристик на микроконтроллер. В этом случае микроконтроллер будет получать данные о времени от ПК. Однако для реализации этого способа необходимо составление алгоритмов для двух программ, что делает его более трудоемким.
3. Написание программы на ПК. В этом случае микроконтроллер будет полностью управляться от ПК. В микроконтроллер в этом случае загружается базовый протокол Firmata, который предоставляет возможность для коммуникации между микроконтроллером и программным обеспечением (ПО) компьютера.
Для реализации проекта микропроцессорной системы дозирования (МСД) мы выбрали именно
третий способ составления программы, несмотря на то, что он менее экономичен, но принимая во внимание тот факт, что этот вариант более удобен для процедуры отладки программы, чем остальные, и на этапе проверки и первичного внедрения программы является менее затратным. В качестве ПК можно использовать любой компьютер. Программа может работать в фоновом режиме и не влияет на работоспособность ПК.
Для создания ПО для компьютера был выбран открытый язык программирования Processing, основанный на Java. Язык программирования Processing представляет собой лёгкий и быстрый инструментарий для людей, которые хотят программировать изображения, анимацию и интерфейсы.
В программу мы вносим рассчитанные параметры из таблицы 2 и данные из таблицы 3.
На рисунке 1 приведена окончательная блок-схема управления LED-фитооблучателем, в которой ПК согласно алгоритму программы, через USB-интерфейс управляет дозированием ФАР через микроконтроллер. В свою очередь микроконтроллер при помощи ШИМ управляет транзисторами. База транзисторов подключается к выходам микроконтроллера.
Рисунок 1 - Блок-схема управления LED-фитооблучателем
Между базой и выводом контроллера установлен резистор сопротивлением 100-220 Ом. К микроконтроллеру UNO подключается источник питания напряжения 9-12 Вольт, а +12 В от светодиодной ленты необходимо подключить к выводу Vin контроллера. Можно использовать 2 раздельных источника питания, только нельзя соединить
«GND» источника и контроллера. Управление транзисторами осуществляется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Это позволит транзисторам открывать свой затвор в зависимости от полученного задания (0-5 В) и этим управлять накалом свето-диодов. Питание фитооблучателя осуществляется от компьютерного блока питания IW - P250A2 - 0.
Для удобства регулирования напряжения в цепочку управления блока питания IW - P250A2 - 0 был вмонтирован переменный резистор.
Программа представляет собой циклический алгоритм работы с контролем времени облучения растений, а так же с датой начала и окончания облучения.
Программа занесена в папку автозапуска компьютера. Это даст возможность при перезапуске системы компьютера запустить программу без помощи человека, соответственно восстановить работу облучателя самостоятельно, т. к. время и дату программа берет из системы компьютера.
Заключение
На основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Существенное влияние на биологическое развитие растений, произрастающих у нас в стране, оказывает их место первичного происхождения, т. к. биологические объекты обладают генетической памятью. Поэтому для получения высокой продуктивности растений нами был смоделирован спектральный состав излучения зоны ФАР Китая, генетической родины земляники.
2. Для осуществления поставленных технических задач по имитации доз спектральных составляющих зоны ФАР Китая были разработаны системы управления микроконтроллером на языке Processing. Реализации режимов облучения осуществлялась с помощью ПК, для которых были разработаны соответствующие программы управления по имитации солнечного спектра.
3. Разработанная микропроцессорная система дозирования позволяет управлять дозой спектральных составляющих зоны ФАР в течение всего вегетационного периода выращивания меристемной земляники. Применение таких экологических чистых, пожаро- и электробезопасных, эффективных интеллектуальных светодиодных облучательных фитоустановок (LED-фитоустановок) позволяет снизить расход электрической энергии на цели облучения при повышении продуктивности растений благодаря применению микропроцессорной системы дозирования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Большин Р. Г. Повышение эффективности облучения меристемных растений картофеля светодиодными (LED) фитоустановками. Диссертация на соиск. уч. степ. канд. техн. наук., Москва : ВИЭСХ, 2016, 136 с.
2. Кондратьева Н. П., Валеев Р. А. Анализ солнечного спектра // В сборнике: Научное обеспе-
чение АПК. Итоги и перспективы материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА. ФГБОУ ВПО Ижевская государственная сельскохозяйственная академия. 2013. С. 37-40.
3. Большина Н. П. Облучательные установки с газоразрядными в промышленном цветоводстве. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства. Москва, 1985,137 с.
4. Kondrat'eva N. P., Koval' N. N., Koro-lev Yu. D., Schanin P. M. Spectroscopic Investigation of the Near-Cathode Regions in a low-pressure ARC // Journal of Physics D: Applied Physics. 1999. Т. 32. № 6. P.699-705.
5. Kondrat'eva N. P., Korolev Yu. D., Koval' N. N., Rabotkin V. G., Schanin P. M., Shemya-k in I. A Nonmonotonic Potential Distribution and Current Quenching Mechanism in Plasma-Filler Diode // International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, ISDEIV Proceedings of the 17th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, ISDEIV. Part 1 (of 2). sponsors: IEEE, American Physical Society, American Vacuum Society, Cooper Power Systems, Lawrence Berkeley National Laboratory, et al. Berkeley, CA, USA, 1996. P. 684-687.
6. Кондратьева Н. П., Краснолуцкая М. Г., Лещев А. С., Большин Р. Г. Обоснование параметров комбинированного режима облучения растений на основе особенностей фотосинтеза // В сборнике: Научно-образовательная среда как основа развития агропромышленного комплекса и социальной инфраструктуры села материалы международной научно-практической конференции (посвященной 85-летию ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА). ФГБОУ ВО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия». 2016. С. 431-435.
7. Кондратьева Н. П. Повышение эффективности электрооблучения растений в защищенном грунте. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Ижевская государственная сельскохозяйственная академия. Москва, 2003, 250 с.
8. Кондратьева Н. П., Шичков Л. П., Владыкин И. Р. Управление поливом растений в защищенном грунте по дозе фотосинтетически активной радиации // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. № 7. С. 5-7.
9. Кондратьева Н. П., Стерхова Т. Н., Владыкин И. Р. Прогрессивные электротехнологии для защищенного грунта на предприятиях АПК Удмуртской Республики // Applied Sciences and tech-
nologies in the United States and Europe: common challenges and scientific findings Proceedings of the 3th International scientific conference. Editor Ludwig Siebenberg. 2013. P. 103-106.
10. Кондратьева Н. П., Краснолуцкая М. Г., Большин Р. Г. Прогрессивные электротехнологии электрооблучения для меристемных растений // В сборнике: Актуальные вопросы и тенденции развития в современной науке Материалы II Международной научно-практической конференции. 2015. С. 55-63.
11. Кондратьева Н. П., Коломиец А. П., Большин Р. Г., Краснолуцкая М. Г. Энергосберегающие электротехнологии электрооблучения мери-стемных растений // В сборнике: Актуальные проблемы энергетики АПК: VI Международная научно-практическая конференция. Под общей редакцией Трушкина В. А. 2015. С. 104-107.
12. Кондратьева Н. П., Большин Р. Г., Крас-нолуцкая М. Г. Энергоэффективное энергосберегающие светодиодные облучательные установки // Вестник ВИЭСХ. 2016. № 3 (24). С. 48-53.
13. Кондратьева Н. П., Корепанов Д. А. Моделирование процесса депонирования углерода од-нлетними и многолетними растениями. Монография. М-во сельского хоз-ва Российской Федерации, Федеральное гос. образовательное учреждение высш. проф. образования «Ижевская гос. с.-х. акад.». Ижевск, 2008. 115 с.
14. Кондратьева Н. П., Билалова Н. В., Те-рентьев Г. И., Еремин А. Н., Килеев П. Л. Анализ использования светодиодных облучательных установок в защищенном грунте // В сборнике: Научное обеспечение инновационного развития АПК Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию государственности Удмуртии. Ижевская государственная сельскохозяйственная академия. 2010. С. 153-155.
15. Кондратьева Н. П., Валеев Р. А., Кондратьева М. Г., Литвинова В. М. Светодиодная система для облучения меристемных растений // Труды международной научно-технической конференции Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. 2014. Т. 2. С. 167-170.
16. Кондратьева Н. П., Валеев Р. А. Возможность использования светодиодных RGB-техноло-гий в тепличных комплексах // В сборнике: Аграрная наука - инновационному развитию АПК в современных условиях материалы Всероссийской научно-практической конференции. ФГБОУ ВПО Ижевская государственная сельскохозяйственная академия. 2013. С. 44-46.
17. Кондратьева Н. П., Юран С. И., Владыкин И. Р., Козырева Е. А., Решетникова И. В., Баже-
нов В. А., Литвинова В. М. Инновационные энергосберегающие электроустановки для предприятий АПК Удмуртской Республики // Инженерный вестник Дона. 2013. Т. 25. № 2 (25). С. 39.
18. Кондратьева Н. П., Коломиец А. П., Большин Р. Г., Краснолуцкая М. Г Повышение эффективности светодиодных фитоустановок (LED-фитоустановок) в защищенном грунте // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 4 (49). С. 59-69.
19. Кондратьева Н. П., Корепанов Р. И., Краснолуцкая М. Г., Большин Р. Г. Обоснование параметров светокультуры меристемных растений // В сборнике: Научно-образовательная среда как основа развития агропромышленного комплекса и социальной инфраструктуры села материалы международной научно-практической конференции (посвященной 85-летию ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА). ФГБОУ ВО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия». 2016. С. 425-431.
20. Кондратьева Н. П., Корепанов Р. И., Ильясов И. Р., Сомова Е. Н., Маркова М. Г. Результаты опытов по выращиванию меристемных растений под светодиодной фитоустановкой с меняющимся спектральным составом излучения // Агротехника и энергообеспечение. 2017. Т. 1. № 14 (1). С. 5-10.
21. Кондратьева Н. П., Корепанов Р. И., Краснолуцкая М. Г., Большин Р. Г. Обоснование параметров светодиодных фитоустановок // В сборнике: Электротехнологии, оптические излучения и электрооборудование в АПК материалы международной научно-практической конференции, посвященной памяти ведущего электротехнолога России академика Ивана Фёдоровича Бородина. 2016. С. 81-87.
22. Kondrateva N. P., Filatova O. M., Bol-shin R. G., Krasnolutskaya M. G. Energesparende El-ektrotechnologie mit Nutzumg vor RGB-Leds für die meristem Pflanzen // Applied Sciences and technologies in the United States and Europe papers of the 1st International Scientific Conference. edited by Ludwig Siebenberg; technical editor: Peter Meyer. 2015. P.50-52.
23. Кондратьева Н. П., Владыкин И. Р., Баранова И. А., Большин Р. Г., Краснолуцкая М. Г. Энергосберегающие электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве // Инновации в сельском хозяйстве. 2016. № 4 (19). С. 11-16.
24. Кондратьева Н. П., Широбокова Т. А., Ильясов И. Р. Разработка программы управления ПЛК для регулирования параметров микроклимата на предприятиях АПК // В сборнике: Роль молодых ученых-инноваторов в решении задач по ускоренному импортозамещению сельскохозяйственной
продукции Материалы Всероссийской научно-практической конференции. 2015. С.197-199.
25. Соколов М. Г., Кондратьева Н. П. Обоснование освоения языков программирования при разработке автоматизированных систем для реализации инновационных электротехнологий на предприятиях АПК // В сборнике: Инновационные электротехнологии и электрооборудование - предприятиям АПК материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 35-летию факультета электрификации и автоматизации сельского хозяйства, 20 апреля 2012 г. ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА. 2012. С. 68-71.
26. Vladykin I., Kondrateva N., Riabova O. Mathematical model of temperature mode for protected ground // International Journal of Mathematical Models and Methods in Applied Sciences. 2017. Т. 11. P. 124-129.
REFERENCES
1. Bol'shin R. G. Povishenie effektivnosti oblu-cheniya meristemnih rasteniy kartofelya svetodiodnimi (LED) fitoustanovkami (Improving the efficiency of irradiation of the meristem potato plants emitting diode (LED) fitosterolami), Dissertatsiya na soisk. uch. step. kand. tehn. nauk., Moskva : VIESH, 2016, 136 p.
2. Kondrat'eva N. P., Valeev R. A. Analiz solnechnogo spektra (Analysis of the solar spectrum), V sbornike: Nauchnoe obespechenie APK. Itogi i perspek-tivi materiali Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyaschennoy 70-letiyu FGBOU VPO Izhevskaya GSHA. FGBOU VPO Izhevskaya gosudar-stvennaya sel'skohozyaystvennaya akademiya. 2013. pp. 37-40.
3. Bol'shina N. P. Obluchatel'nie ustanovki s gazorazryadnimi v promishlennom tsvetovodstve (Irradiation facilities with discharge in commercial floriculture), Dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni kandi-data tehnicheskih nauk. Moskovskiy institut inzhenerov sel'skohozyaystvennogo proizvodstva. Moskva, 1985, 137 p.
4. Kondrat'eva N. P., Koval' N. N., Koro-lev Yu. D., Schanin P. M. Spectroscopic Investigation of the Near-Cathode Regions in a low-pressure ARC, Journal of Physics D: Applied Physics. 1999. T. 32. No. 6. pp. 699-705.
5. Kondrat'eva N. P., Korolev Yu. D., Ko-val' N. N., Rabotkin V. G., Schanin P. M., Shemya-kin I. A Nonmonotonic Potential Distribution and Current Quenching Mechanism in Plasma-Filler Diode, International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, ISDEIV Proceedings of the 17th International Symposium on Discharges and Electrical
Insulation in Vacuum, ISDEIV. Part 1 (of 2). sponsors: IEEE, American Physical Society, American Vacuum Society, Cooper Power Systems, Lawrence Berkeley National Laboratory, et al. Berkeley, CA, USA, 1996. pp.684-687.
6. Kondrat'eva N. P., Krasnolutskaya M. G., Leschev A. S., Bol'shin R. G. Obosnovanie parametrov kombinirovannogo rezhima oblucheniya rasteniy na osnove osobennostey fotosinteza (Substantiation of the parameters of the combined mode of radiation of plants based on characteristics of photosynthesis), V sbornike: Nauchno-obrazovatel'naya sreda kak osnova razvitiya agropromishlennogo kompleksa i sotsial 'noy infra-strukturi sela materiali mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (posvyaschennoy 85-letiyu FGBOU VO CHuvashskaya GSHA). FGBOU VO « CHuvashskaya gosudarstvennaya sel'skohozyaystvennaya akademiya». 2016. pp. 431-435.
7. Kondrat'eva N. P. Povishenie effektivnosti el-ektrooblucheniya rasteniy v zaschischennom grunte (Improving the efficiency of elektroobladnannya plants in greenhouses), Dissertatsiya na soiskanie uchenoy stepeni doktora tehnicheskih nauk. Izhevskaya gosudarstvennaya sel'skohozyaystvennaya akademiya. Moskva, 2003, 250 p.
8. Kondrat'eva N. P., SHichkov L. P., Vladi-kin I. R. Upravlenie polivom rasteniy v zaschischennom grunte po doze fotosinteticheski aktivnoy radiatsii (Control of watering plants in greenhouses dose photo-synthetic active radiation), Mehanizatsiya i elektri-fikatsiya sel'skogo hozyaystva. 2005. No. 7. pp. 5-7.
9. Kondrat'eva N. P., Sterhova T. N., Vladi-kin I. R. Progressivnie elektrotehnologii dlya zaschi-schennogo grunta na predpriyatiyah APK Udmurtskoy Respubliki (Progressive Electrotechnology for protected soil on agricultural enterprises of the Udmurt Republic), Applied Sciences and technologies in the United States and Europe: common challenges and scientific findings Proceedings of the 3th International scientific conference. Editor Ludwig Siebenberg. 2013. pp. 103-106.
10. Kondrat'eva N. P., Krasnolutskaya M. G., Bol'shin R. G. Progressivnie elektrotehnologii el-ektrooblucheniya dlya meristemnih rasteniy (Progressive Electrotechnology of elektroobladnannya to the meristem of plants), V sbornike: Aktual'nie voprosi i tendentsii razvitiya v sovremennoy nauke Materiali II Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. 2015.pp. 55-63.
11. Kondrat'eva N. P., Kolomiets A. P., Bol'-shin R. G., Krasnolutskaya M. G. Energosberega-yuschie elektrotehnologii elektrooblucheniya meristem-nih rasteniy (Energy-saving Electrotechnology of el-ektroobladnannya meristem of plants), V sbornike: Ak-
tual'nie problemi energetiki APK: VI Mezhduna-rodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya. Pod obschey redaktsiey Trushkina V. A. 2015. pp. 104-107.
12. Kondrat'eva N. P., Bol'shin R. G., Kras-nolutskaya M. G. Energoeffektivnoe energosbere-gayuschie svetodiodnie obluchatel'nie ustanovki (Energy-efficient energy-saving led irradiator), Vestnik VIESH. 2016. No. 3 (24). pp. 48-53.
13. Kondrat'eva N. P., Korepanov D. A. Model-irovanie protsessa deponirovaniya ugleroda odnletnimi i mnogoletnimi rasteniyami (Modeling the process of carbon sequestration odnoletniki and perennials), Monografiya. M-vo sel'skogo hoz-va Rossiyskoy Fed-eratsii, Federal'noe gos. obrazovatel'noe uchrezh-denie vissh. prof. obrazovaniya «Izhevskaya gos. s.-h. akad.». Izhevsk, 2008. 115 p.
14. Kondrat'eva N. P., Bilalova N. V., Terent'-ev G. I., Eremin A. N., Kileev P. L. Analiz ispol'zovaniya svetodiodnih obluchatel'nih ustanovok v zaschischennom grunte (Analysis of the use of led irradiation of plants in greenhouses), V sbornike: Nauchnoe obespechenie innovatsionnogo razvitiya APK Materiali Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konfe-rentsii, posvyaschennoy 90-letiyu gosudarstvennosti Udmurtii. Izhevskaya gosudarstvennaya sel'skoho-zyaystvennaya akademiya. 2010. pp. 153-155.
15. Kondrat'eva N. P., Valeev R. A., Kondrat'eva M. G., Litvinova V. M. Svetodiodnaya sistema dlya oblucheniya meristemnih rasteniy (The led for irradiation of the meristem of plants), Trudi mezhdu-narodnoy nauchno-tehnicheskoy konferentsii Energoo-bespechenie i energosberezhenie v sel 'skom hozyaystve. 2014. T.2.pp.167-170.
16. Kondrat'eva N. P., Valeev R. A. Vozmozh-nost' ispol'zovaniya svetodiodnih RGB-tehnologiy v teplichnih kompleksah (The possibility of using led RGB technology in greenhouses), Vsbornike: Agrarna-ya nauka - innovatsionnomu razvitiyu APK v sov-remennih usloviyah materiali Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. FGBOU VPO Izhevskaya gosudarstvennaya sel'skohozyaystvennaya akademiya. 2013.pp.44-46.
17. Kondrat'eva N. P., YUran S. I., Vladikin I. R., Kozireva E. A., Reshetnikova I. V., Bazhenov V. A., Litvinova V. M. Innovatsionnie energosberegayuschie elektroustanovki dlya predpriyatiy APK Udmurtskoy Respubliki (Innovative energy saving electrical installations for agricultural enterprises of the Udmurt Republic), Inzhenerniy vestnik Dona. 2013. T. 25. No. 2 (25). pp. 39.
18. Kondrat'eva N. P., Kolomiets A. P., Bol'shin R. G., Krasnolutskaya M. G Povishenie effek-tivnosti svetodiodnih fitoustanovok (LED-fitousta-
novok) v zaschischennom grunte (Improving the efficiency of led phytostanols (LED phytostanol) in greenhouses), Vestnik Izhevskoy gosudarstvennoy sel'sko-hozyaystvennoy akademii. 2016. No. 4 (49). pp. 59-69.
19. Kondrat'eva N. P., Korepanov R. I., Krasnolutskaya M. G., Bol'shin R. G. Obosnovanie par-ametrov svetokul'turi meristemnih rasteniy (Justification of parameters transmitted meristem of plants), V sbornike: Nauchno-obrazovatel 'naya sreda kak osnova razvitiya agropromishlennogo kompleksa i sotsial'noy infrastrukturi sela materiali mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (posvyaschennoy 85-letiyu FGBOU VO CHuvashskaya GSHA). FGBOU VO «CHuvashskaya gosudarstvennaya sel'skohozyaystvennaya akademiya». 2016. pp. 425-431.
20. Kondrat'eva N. P., Korepanov R. I., Il'ya-sov I. R., Somova E. N., Markova M. G. Rezul'tati opi-tov po viraschivaniyu meristemnih rasteniy pod svet-odiodnoy fitoustanovkoy s menyayuschimsya spek-tral'nim sostavom izlucheniya (The results of experiments on the cultivation of meristem plants under the led phytostanols with changing spectral composition of radiation), Agrotehnika i energoobespechenie. 2017. T. 1. No. 14 (1). pp. 5-10.
21. Kondrat'eva N. P., Korepanov R. I., Kras-nolutskaya M. G., Bol'shin R. G. Obosnovanie para-metrov svetodiodnih fitoustanovok (Substantiation of parameters of led phytostanol), V sbornike: Elektro-tehnologii, opticheskie izlucheniya i elektrooborudo-vanie v APK materiali mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyaschennoy pamyati veduschego elektrotehnologa Rossii akademika Ivana Fyodorovicha Borodina. 2016. pp. 81-87.
22. Kondrateva N. P., Filatova O. M., Bol-shin R. G., Krasnolutskaya M. G. Energesparende El-ektrotechnologie mit Nutzumg vor RGB-Leds fur die meristem Pflanzen, Applied Sciences and technologies in the United States and Europe papers of the 1st International Scientific Conference. edited by Ludwig Siebenberg; technical editor: Peter Meyer. 2015. pp. 50-52.
23. Kondrat'eva N. P., Vladikin I. R., Barano-va I. A., Bol'shin R. G., Krasnolutskaya M. G. Energo-sberegayuschie elektrotehnologii i elektrooborudova-nie v sel'skom hozyaystve (Energy-saving Electrotech-nology and electric equipment in agriculture), Innova-tsii v sel'skom hozyaystve. 2016. No. 4 (19). pp. 11-16.
24. Kondrat'eva N. P., SHirobokova T. A., Il'yasov I. R. Razrabotka programmi upravleniya PLK dlya regulirovaniya parametrov mikroklimata na predpriyatiyah APK (Energy-saving Electrotechnology and electric equipment in agriculture), Vsbornike: Rol' molodih uchenih-innovatorov v reshenii zadach po us-korennomu importozamescheniyu sel 'skohozyayst-
vennoy produktsii Materiali Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. 2015. pp. 197-199.
25. Sokolov M. G., Kondrat'eva N. P. Obos-novanie osvoeniya yazikov programmirovaniya pri raz-rabotke avtomatizirovannih sistem dlya realizatsii inno-vatsionnih elektrotehnologiy na predpriyatiyah APK (The rationale of the development of programming languages in the development of automated systems for the implementation of innovative electrical technologies in agro-industrial complex), V sbornike: Innovatsionnie elektrotehnologii i elektrooborudovanie - predpriyati-yam APK materiali Vserossiyskoy nauchno-
prakticheskoy konferentsii, posvyaschennoy 35-letiyu fakul'teta elektrifikatsii i avtomatizatsii sel'skogo ho-zyaystva, 20 aprelya 2012 g. FGBOU VPO Izhevskaya GSHA. 2012. pp. 68-71.
26. Vladykin I., Kondrateva N., Riabova O. Mathematical model of temperature mode for protected ground, International Journal of Mathematical Models and Methods in Applied Sciences. 2017. T. 11. pp.124-129.
Дата поступления статьи в редакцию 15.06.2017, принята к публикации 22.08.2017.
05.20.02 УДК 637.02
РАЗРАБОТКА СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЙ УСТАНОВКИ С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ РЕЗОНАТОРАМИ ДЛЯ СУШКИ ПУШНО-МЕХОВОГО СЫРЬЯ В НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ
© 2017
Шамин Евгений Анатольевич, к.э.н., доцент, и.о. директора филиала «Институт пищевых технологий и дизайна» ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет», Н. Новгород (Россия) Зиганшин Булат Гусманович, д.т.н., профессор, проректор по учебно-воспитательной работе ФГБОУ ВО «Казанский государственный аграрный университет», г. Казань (Россия) Новикова Галина Владимировна, д.т.н., профессор, главный научный сотрудник ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет», Княгинино (Россия)
Аннотация
Введение. Разработка технологии и технических средств, предназначенных для сушки и обеззараживания шкур кроликов, нутрий и т. п. в фермерских хозяйствах, направленна на ускорение технологического процесса сушки и повышения качества готового сырья при одновременном его обеззараживании, является актуальной проблемой.
Материалы и методы. В теоретических исследованиях использованы теории электромагнитного поля. Графические работы осуществлялись на ПЭВМ при помощи прикладных компьютерных программ Microsoft Excel, MathCAD 14, Power Graph 3.1. Professional, SolidWorks 2011, КОМПАСА V13. При выполнении лабораторных экспериментов использовались современные общепринятые методики, ГОСТы, приборы и оборудование.
Обоснование эффективных конструкционно-технологических и режимных параметров установки для сушки пушно-мехового сырья проводится на основе математических моделей, описывающих рабочие процессы воздействия электромагнитного поля на сырье в передвижном цилиндрическом резонаторе.
Результаты и обсуждение. Данная разработка относится к сушильному оборудованию и может быть использована в фермерских хозяйствах для сушки и обеззараживания шкур кроликов, нутрии, норки, выдры, ондатры и т. д. Технологический результат направлен на ускорение процесса сушки при сниженных эксплуатационных затратах, повышении качества сушки при одновременном обеззараживании пушно-мехового сырья.
Заключение. Сверхвысокочастотная установка с передвижными цилиндрическими резонаторами для сушки пушно-мехового сырья в непрерывном режиме представлена в виде цилиндрической экранирующей трубы из неферромагнитного материала, установленной под наклоном. Внутри трубы расположены неферромагнитные диски, между которыми находятся радиопрозрачные перфорированные сферы, в которые размещены радиопрозрачные правилки сырьем. Сверхвысокочастотные генераторы и вытяжные вентиляторы чередуются вдоль боковой поверхности экранирующей трубы. Торцевые основания трубы выполняют функции загрузочной и выгрузной патрубков.
Вывод. Экономический эффект от применения сверхвысокочастотной установки для сушки пушно-мехового сырья в непрерывном режиме в фермерских хозяйствах составляет в пределах 600 тыс./год, рентабельность повысится на 3.. .4 %, срок окупаемости установки составит 2 месяца.
