2007年7月27日 星期五

自動化控制讓你進入新的境界

我們身處在一個高度自動化的時代,幾乎身邊所有的電子及機械產品,內部都有自動化控制的能力。然而很可惜的是,很少有人知道自動化對園藝好處。有些人覺得園藝不就是靠人力來照顧植物嗎?為什麼要自動化呢?有些人則認為自動化很難,覺得那是電機系畢業的才會做的。事實上,願不願意做到園藝的自動化控制,那可說是一個分水嶺。你不做,那就是維持現狀,繼續抱怨為何植物沒辦法長得很好,或者你總是要煩惱著出遠門誰來照顧植物這件問題。如果你做了,你會發現你進入另一個境界,很多植物都能種得好,也能放心去出差或旅遊了。

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栽培食蟲植物絕對是有自動化的必要,而且,自動化帶來的效益絕對遠大於自動化所需的投資,再加上,現在市面上已經有許多現成的自動化套件,困難度大大地降低,就像是組裝玩具一般,看著說明書來安裝、設定,就好了。現在就來探討栽培食蟲植物需要什麼樣的自動化吧!

對於初級的食蟲植物栽培者來說,人工照明及澆水是非常值得自動化的。會在室內栽培食蟲植物的人,多半是因為家裡沒有陽光足夠的地方,因此必須搭配人工照明來提供光線。只是,每天用人力來打開及關掉電燈並不是很好的方法,因為很少有人的作息那麼固定,能夠每天早上在固定的時間開燈,晚上也在固定的時間關燈。用人力控制照明的時間,絕大多數的情況都會變成「三天捕魚,兩天晒網」,也就是說,可能今天高興就給它開16小時,明天不爽了就開8小時,後天忘記了就開了整天的燈。然而,植物的生理是受到光照週期的調控,畢竟植物經過這麼長久的演化,它早已習慣每天固定的日出日落,並藉由光線週期的長短,來知道現在的季節,植物才能知道它現在要不要開花,或是要不要休眠。所以,如果是因為人為造成不穩定的光照週期,那將會打亂食蟲植物的生理週期,你將會發現,食蟲植物可能就是不開花,或是不容易休眠。

人工照明的自動控制,可以說是所有的自動化控制之中最為簡單的,也是最為基礎的。你只需要買個定時控制器,將時間設定好,把燈光的電源線接上定時控制器,再將定時控制器插在電源插座上,就好了。定時控制器就會很規律地,時間一到就打開電源,讓電燈亮起來,之後,又自動關掉電源,如此就完成一天的光照週期了。之後,你頂多只要依季節的變換而設定適當的光照週期,並不需要特別的維護工作。

第二個值得自動化的,就是澆水。別說是食蟲植物,只要是栽培植物就有澆水的需要。由於我們大部份的人並不是以農為業,也還沒退休,無法天天在家照顧植物。所以因為忘記澆水、出差或旅行,就常會讓園藝愛好者損失慘重。而且,園藝愛好者的家人幾乎都對園藝沒有興趣,往往交待他們幫忙澆水,但後果與沒請他們幫忙似乎不會有太大的差異。

所以,為了不要再有損失,我極力地建議,澆水自動化是有必要的。不過,我常發現很多園藝愛好者,花了很多錢買了一大堆的植物,卻不願投資一點錢做好自動澆水的設備。所以搞得每次因為某些原因沒有澆水,死掉很多植物,然後又再花一次錢買回原有的植物,這樣實在是很浪費。追究原因,是很多人不知道有自動化澆水這回事,或者以為自動化就是只有那種電機專業人士才有能力做的。

其實,自動化澆水設備是非常地簡單,簡單到我認為小學的高年級就會懂得怎麼安裝。自動化澆水的核心元件不過就只有兩個:定時控制器和電磁閥。電磁閥是一種可以控制水流的水閥,當它通電時,裡面的電磁鐵就會打開閥門,水就能夠流出去。反之,關掉電源,電磁閥裡面的電磁鐵就會關上閥門,水就不能流出去了。定時控制器則是用來控制電磁閥,讓你能夠設定它何時澆水。

其實在園藝上,早就有現成的自動澆水套件可以選購,而且這也都是專為家庭栽培而設計,適合小規模的栽培。這種套件裡面通常含有一個定時控制器及電磁閥整合在一起的控制器,並附有一組水管。如果栽培的植物較多,可以單獨購買水管的套件來擴大澆水的範圍。

大部份的自動化澆水套件都是滴灌式灌溉系統。首先將控制器接在水龍頭上,控制器的出水口則接上一條大水管,然後,從大水管上接出許多小水管,每個小水管再各別固定在花盆上。當控制器打開時,水就進入大水管,再分散到各個小水管,最後流入各個花盆內。控制器可以設定每天的某些時段進行澆水,以及澆水時間的長短。

假如用浸水法來栽培食蟲植物,那麼自動控制澆水可以變得更簡單,你不需要接一大堆的管線,只要將控制器的大水管接到水盤中就好了。每天定時加水,稍微加得過量,可以避免鹽份累積。我早在十多年前就建立這套澆水系統,整套栽培系統都是自己做的。定時器和電磁閥都是分別買來的,而且不是園藝專用的;自己用木頭訂栽培架,並在栽培架上再用木條圍起來,鋪上塑膠布,就完成了附有大型水盤的栽培架,而每個栽培架的高度不同,讓水可以從最高的栽培架流到較低的栽培架,這樣我就只需要接一條水管就夠了,將整套栽培系統的複雜性降到最低。靠這樣的自動供水方式,我有些豬籠草就存活了十幾年了,而且新來的豬籠草也能在這樣的環境下生存。在這十幾年的期間,我可能一個月到幾個月才照顧一次植物而已,不用耗費太多人力。不過在近年來,我會每個月清理一次水盤,因為我發現,如果水盤很乾淨,豬籠草就能長得很好。當然,這套栽培系統並不是萬無一失。早期曾發現,如果使用透明的水管,則管線內會生綠藻,最後會讓水無法流出來,曾經差一點造成很大的損失,所以現在就改用不透明的水管。另外,一般市售的定時控制器的品質都不太好,這段期間我換了三個定時控制器,因為怕它無預警地故障。將來,我會去找工業級的定時控制器,才會比較能讓人放心。而電磁閥倒是很可靠,當初是買二手的,用到現在也沒壞,不過我想為了預防萬一,還是會再買個新的來換掉。

接下來,假如想要做更高等的自動控制,那都是可以的,而且可以讓你栽培那些難以照顧的食蟲植物。這一部份的自動控制,就是控制溫度,而且我們還可以做到能夠控制日夜溫差,這樣,那些難養的高地食蟲植物都會突然變得很容易栽培,你反而是要煩惱那些植物長得太快了,沒地方種了。

由於台灣的平地一般來說,氣溫比較高而且日夜溫差較小,所以有許多的高地食蟲植物必須栽培在溫控的冰箱裡才活得下去。這種冰箱並沒什麼特別,就是去買一個用來販售飲料的冰箱,拿來改造一下就好了。最簡單的做法,就是再買一組定時控制器和溫度控制器。這個新的溫度控制器用來控制白天的溫度,約控溫在25到27度;冰箱原有的溫度控制器則控制夜晚的低溫,但別設在4度,必須提高到10度到15度。這個定時控制器則是要用來切換白天和晚上的溫控。如果你覺得這種溫控法太過陽春,不夠高科技,那還有其他的方法,那就是買一個可程式控制的溫度控制器。這種溫度控制器可以讓你輸入較多的指令,可以讓你指定各個時間所需的溫度,所以就能設定出更能模擬自然界氣溫的日夜變化。不過,我是不知道這樣的模擬是否有必要。

除此之外,冰箱內仍然需要再加裝一些設備,首先是要裝設燈光。不過,我認為基於節約能源的原則,最好不要裝設太多的電燈,以免電燈的熱量讓冰箱的壓縮機頻頻運作,那就會比較耗電了。再來是必須安裝造霧器,這是因為冰箱會帶走溼氣,所以必須在冰箱裡面再加入一個造霧器來增加溼度。由於冰箱是密閉的,沒有必要讓造霧器一直啟動,所以,由另一個間歇式定時控制器來控制造霧器,讓它每隔一段時間加溼,過一段時間停止。比較豪華的做法就是用溼度控制器來控制了。而為了讓冰箱內部的溫度及溼度比較均勻,需要再加一個小風扇來送風。由於這樣溫控冰箱內部的溼度很高,容易有漏電的危險,最好能加裝漏電斷路器以策安全。

好了,業餘的園藝栽培能做到這樣的自動化控制就已經蠻夠的了,而且困難度並不會太高,不需要學過電機,只要有點電學常識就會做了。當然,園藝的自動化還可以做得更高階,像是假如你想要追求更可靠穩定的產品,可以採用PLC(可程式邏輯控制器)作為中央控制器,一次就控制光照、澆水、溫度和溼度,這樣就不必買一堆的定時控制器,也能做出一些交互作用的控制。更高級的則可用電腦來監控,因為電腦可以記錄長期的數據,你就能很清楚地回顧過去的環境變化,或許能從這數據中,找出問題所在,而對設施進行調整,因而得以提高植物生長效率,減少能源的浪費。

不過,當你開始將你家裡的園藝走向自動化時,請記住一點,只要是機器,就會有故障的一天;只要是電腦,就會有當機的一天。也就是說,無論你花再多的錢,使用再好的設備,假如欠缺維護與檢查,可能就會在某一天,因為某個元件故障,就讓你造成重大的損失。自動化的目的,是用來減少人力,增進效率,它並不是用了之後,你就可以完全不去理會它而能運作幾十年都不故障。事實上,機器與人是要相互依賴的,機器可以幫人減輕工作負擔,但機器必須靠人來維護才不會故障。

另外有一點很重要的,就是如果你想要建造自動化的園藝設施時,請儘早開始動工,因為臨時做出來的設備都不會很可靠。例如,你將在一個月之後將要出國玩幾個星期,才想說要趕緊弄個自動澆水系統,那是會來不急的。通常會在你回家之後,你會發現你的自動控制系統故障,好不容易收集來的花草死去大半。畢竟你不是專業人士,即使你買了最好的材料來做,總會有某些小問題不斷發生,例如,你一定會發現為什麼有些管線供水太多,有些又供水不足。這些小問題都是需要你去花時間慢慢解決的。不過,只要當你越來越了解你所架設的系統,你就會越了解你的系統的能力所在,之後,你就會知道你的系統在完全無人看管之下可以運作多久。這樣,即使哪一天需要長期離家,你也能完全地放心將這照顧的工作交給自動控制。

總結來說,園藝的自動化控制已經不再是遙不可的夢想,而且能帶來遠超過投資的效益。雖然你需要花費一筆不算小的費用來建造系統,但它卻能讓你能栽培更多的植物,能夠讓你馬上征服難以栽培的植物,也能保護你的植物,能夠得到不中斷的照顧。假如你想要朝向玩家邁進,請從園藝的自動化著手吧!

2 則留言:

duckking 提到...

嗯嗯~csyin好友您這篇寫的真不錯!
的確需要有一些設備來幫助種植,
尤其是當我們想要更高一階的同時,
有許多的事情是要去嘗試和學習,
才能夠有更進一步的突破,
種植也不例外囉~
所以只要在能力許可範圍內,
佐佐都會去嘗試,
畢竟在人生的旅途裡有太多的事情要作,
如何讓這些事情做的更快更好,
這是我們進步的動力啦~

hihp1 提到...

喔喔~~ 這一篇真是太正點了XDbˇ
csyin教主 請接受小女子一拜啊

之前寒假時還因為一堆植物在台中
所以就就地打工也沒出去玩了OTZ|||

自動化系統是我一直想弄的東西
還有塔內裡架子那篇
我會努力嘗試這塊新領域的
(OS:我不認識機器...機器不認識我...)