我的DIY层架水培系统（阳台植物工厂）--更新完毕

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作者：乾乾

其实很早就想发帖求坛子里大神指导，但之前注册账号一直有问题注册不上，无奈只能默默地翻帖子，问度娘，查文献，找组织。一路跌跌撞撞，现在算是基本把该掉的坑都掉过了，技术逐渐成熟起来，闲话不多说，最近工作也忙，完善种植系统已经占用了我不少业余时间，实在抽不时间发帖去详细描述过程，有时间我就更新一下。
为了节省时间，可能语言比较简略，很多细节问题没有展开说，前期的坑太多了，说多了都是泪，有疑问可以留意一起讨论。

概述：早在15年就有想法搞水培，几乎没有任何水培经验，只是小时候种过花花草草，16年秋季决定要DIY一个，11月查阅大量资料，12月开始购进材料，90%以上都是网购。1月初初步成型，同时开始草莓缓苗（草莓苗买来没消毒导致后来来差点没折腾死我）。1-5月主要是照顾草莓，生菜2月份中过一批，后来的一批奶油生菜的种子长出来感觉不对板，当时光照也不足，整个春天叶菜没怎么好好种。目前草莓已结完果，准备撤掉，改种其他作物。

规划篇：在新家的南侧阳台搭建，双12网购的货架，120cm*50cm*180cm，本来买的2个150cm的，结果给我邮来了1.2m的，我也懒得换了，就用了。只不过我的培养箱只能一个横着放，一个竖着放了。
一共4层，最上层顶部用木板作顶，两个循环系统，上两层种叶菜，下两层种草莓。每层4个，共15个培养箱，一个育苗区域。
培养箱是网购的食品级的pe箱。57cm*37cm，买了15个。




光照篇：
成本最高、投入精力最大的就数光照系统了。
因为阳台窗户比较高，且只有一面有玻璃，导致光照不足，只能直射到外面一部分，所以必须人工光源补光。
最开始查阅大量资料、文献，最终选择了上阿里找厂家买全光谱灯珠，某宝买其他配件，光照系统总成本算下来100颗灯400多元，包括焊枪、接线盒和插排。
就是自己焊太费精力了，之前没焊过，还好动手能力强，全部弄亮了。每个层板12颗灯珠，7*12+9=93颗，加上最下层有一个区域是用来育苗，9颗。共计102颗。然而。。又一个大坑在等着我，到了3,4月份，太阳直射的角度改变，导致阳台完全射不进直射光了，几乎全是散射光，导致植物缺光照，表现是生菜长得很慢，徒长，草莓里边的不开花。
结果是咬咬牙从厂家买了16根0.9米全光谱补光灯，零售价110一根，80给了我。这个厂家还算是比较专业，有大规模应用的农用补光灯。加了灯前期成本从3000多一点飙到近5000，先不要吐槽我，后边我有种植成本的分析。效果那是立竿见影，5月份草莓基本都结完果了，但补了灯以后，无论是之前结果没结果的，都开始大量开花，简直就是第二春。叶菜没有试验效果，因为5月份比较忙，导致育苗徒长了一次，加上5月有段时间38度高温不出苗，上层叶菜系统没运行。
ps.选择led作为光源，是因为高效、节能、耐用、冷光源近距离接触不会灼伤植物。前期投入较高。



成本篇：
为了避免很多人因为成本高而敬而远之，我先做个种植成本的预估。

假设系统全部用来种生菜，我之前算出来的成本在每斤3元左右，如有错误请指教。具体如下：
假定最耐用的架子和led灯的寿命是10年，中间平均每年300元耗材及配件更新费用，那么10年设施总投入为8000元。也就是说每年的折旧成本是800元，每年计划种植10个月，故每月80元。
系统耗电每小时500w，按每天10小时算，（主要为led吗，其他耗电可忽略不计，耗电量已摊到led上），电费每月150度*0.56元≈84元。
加上种子、营养液、水费等其它费用每月25元，每月总成本为190元。

再算产量：为提高种植效率，假设15个槽全部种植生菜，生长阶段分3阶，一阶段育苗，不占用培养槽，二阶段初定植，占用3个槽，每个槽可种45棵幼苗，三阶段间苗为每个槽15棵，占用12个槽，这样规划可以充分利用设施，满负荷产量为每15天12个槽x15棵，每月产量360棵生菜。每颗生菜约重100g，每月理论产量72斤，实际产量打个9折，约65斤，如果撸叶子分两次采收产量更高。每斤的成本=190/65=2.92元。这个成本是把前期投入作为折旧算进去，包括前期购买的工具，一些不必要的成本，算是交学费了，我都算进去了。比市价普通蔬菜要贵不少，但和超市无公害蔬菜比，不算高。

水循环及营养液篇：
之前比较了管道水培和箱式水培的优劣，最终选择了营养液深度在6cm的层架箱式深液流水培。四层15个培养箱，两个循环系统，每个循环系统回流到储液罐的地方有一个5w紫外杀菌灯。这里详细说下水循环的改进，供菜友借鉴避免走弯路。
1.0版：天真的用4分软管把箱子连起来，然后用热熔胶密封，箱子打孔用的是空心的金属管烫红后使劲一捅。结果是进水量远大于孔的自然排水能力，导致第一个箱子很容易溢水。


2.0版：在上水管中套进去一个细一点的软管，软管直连水泵，然后经过每个箱子，经过每个箱子的地方剪一个小孔，这样分散了水流，不会溢水了。但问题依然存在，时间长了软管里会长许多菌，还会堵塞防虹吸的口，导致吸干某个箱子里的营养液。另外热熔胶连接处有个别的时不时漏水，决定再次升级了。


3.0版：4月份买了电钻，把箱子上的孔径改为6分，把2.0版的软管废掉，买了宝塔接头，一头上螺母，一头连6分的硅胶软管，6分软管连接各个箱子（手头暂时没有图片，以后补上）。本想着无后顾之忧了，结果把潜水泵开到最小，依然会溢水，于是又把靠近水泵的上水软管捅了几个小口子降低水压。这样终于实现了水泵一直运转也不会溢出了。


整个水循环会根据温度和昼夜智能调整循环间隔（智能控制后边详说），白天或水温25度以上，每45分钟循环3分钟，夜间每90分钟循环4分钟。
储液罐一开始为2个25L，后来上层换了个100L的，打算草莓种完以后与下层联通，统一成一个系统，但现在我又有了新的想法，依然两个系统分开运行。

其实我现在有更好的解决方案，不用成品的箱子，而是用防腐木围一个框，然后铺上养殖膜，这样少了连接的次数，同时不透光。

水循环出的最大的事故是前期有一天，下层的最后一个培养箱溢出了，原因很离奇，可能是回水管里进了气泡，水不回流了，按说4分的可伸缩软管不该出现这问题。结果导致水溢出烧掉了总排插。当时排插我放在了地上上面没有做防护。因为没在那边住，晚上发现我的摄像头离线了，感觉出了问题。

营养液是上网买的硕农，每种成分一包，自己配。需要新手注意的是一定要按照规定循序溶解试剂，配置微量元素时，螯合铁要先溶解，否则会发生沉淀或形成悬浊液。

智能控制篇：
做这个种植系统的另外一个动力就是想把自学的编程知识“实体化”，将编程的爱好与种植的爱好合璧，实现无人值守的智能种植，也算是和物联网搭了个边。开始一边自学Arduino单片机，一边实践，记得大年三十还在调试，当时真是走火入魔了，其实大部分精力都花在了实现数据远程传输上。（远程查看温湿度和远程控制最后放弃了，数据传输不稳定，不愿去买太贵的无线模块）


具体过程就不说了，简单说下现在能实现的功能吧。
1.电源控制：总电源控制是一个小米wifi插排，可以远程控制开关、统计每小时耗电。连接两个射频插排，射频插排由单片机发射射频信号控制开关。

2.昼夜判断：单片机连着一个时钟模块，时钟模块是用纽扣电池单独供电，单片机可以通过时钟读取当前准确时间、年月日，理论上可以实现根据季节来做参数的改变。

3.温湿度控制：传感器能实时监测水温、气温、空气湿度。因为当时是冬天，我搞了个大棚保温膜罩了起来，然后放了个暖风机、一个加湿器。单片机连着时钟模块，编程根据昼夜和湿度来控制什么时候启动和关闭暖风机、加湿器。（试运行的结果显示智能控温+保温膜能大幅降低耗电，但最冷的时候成本还是有点高，所以打算由12月不间断种植改为每年种植10个月，避开最冷时节）

4.智能光控：本来打算利用光照传感器判断光照的，实践发现根本没那必要，里边的植物太阳再怎么照也找不到，还得靠led。（不过通过光照传感器大概测试了led灯管+灯珠的照度，泡沫板上好像是3000-4000lx，距灯10cm处好像是7000-9000lx左右）其实智能光控这个也谈不上智能，可以实现根据日期来判断白昼的长短，来调整led，天快黑就灭灯。（没去实现）

5.水循环控制：周期运行水泵，高温和白天间隔短，夜晚间隔长。开泵前10分钟开启气泵，向两个储液罐打气，以提高溶氧。

6.防断电机制：独立供电的时钟，加上初始化的编程设置，可实现来电后自动恢复正常运行。

7.智能风控：家里有个遥控落地扇，夏天有必要的时候可以搞过来实现高温高湿时自动吹风对流。

价格：单片机及传感器等配件一共200不到，但是我当时为了学习和满足好奇心买多了，花了400多，wifi插排和射频插排三个一共200多一点。

安全篇：
安全始终要放在首要位置，没有安全其它都是浮云。
1.用电安全：led灯珠线路连接处全部用防水防潮胶水包裹，电源为低压恒流隔离电源，保证短路也不会有触电危险，led灯管防水等级达到防液体喷溅级别，接线盒也是露天防水级别的，所有排插全部挂在架子上。最后还有家里的空气开关保护。

2.食品安全：主要是硝酸盐的问题，其实我倒是不太担心，因为大棚里的蔬菜，采摘时阳光不足的话，硝酸盐也不少，平时吃的超标多少谁知道。不过为了心净，我打算把育苗区上边那一层的一个箱子改为独立的清水箱，采摘前几天放进去，给正常光照。


种植篇：

叶菜的种植就不细说了，种了两次生菜都吃到了，再后来没管理好育苗，徒长了一次，还有两次因为温度、种子等原因没出苗，不过现在我正在育苗紫叶生菜等，已经有一片真叶了。

由于字数限制，草莓的放在回复里了，之前超字数还出现了系统错误，最后码的字没保存上，也恢复不了，又重新打了一遍。


本帖到此完结，算是对上半年的试运行做个总结，期待下半年的丰收~
感谢菜园网前辈们和菜友的支持！:kiss:










原文地址：http://www.yzci.com/forum.php?mod=viewthread&tid=214496

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佩服点赞楼主的肯干、实干、能干。
我也一直想在阳台搞一个植物工厂。也一直没最后下决心行动。乾乾菜友的成功又激发了我的心思。是该动手了，否则怕没多少时间了。现在开始设计、采购、施工，明年元旦投产。应该可以吧。明年我就进入80岁年度了，如能成功，也能为人生留下一个纪念的。谢谢乾乾的启发。
等我进入设计后再向乾乾菜友多请教。
前期心想的时候，最没底的就是光照了。乾乾的成功经验，正好借鉴。请教：你的0.9M全光谱灯管是什么牌子、规格？多少W？什么地方购买？专等回复。

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种植篇：（草莓）

从一月份到现在，主要精力放在了草莓上，有段时间真的心很累。一月份淘宝买来了35株苗子，买之前我就对“宿迁神苗”有所耳闻，还特意挑了一家不是宿迁的，结果还是中招，说是上海的基地，发货还是宿迁。。。现在宿迁的名声得有多臭。。

买来以后苗很是挺壮实，不过多送的那些小苗就有点太小了。。也不舍得扔，都在一起缓苗，详细过程不说了，提醒新手一点，一定要对苗的根部进行消毒，根部泥土一定要洗净！后来又在贴吧草莓苗吧要了一批安徽苗，40多棵红颜，这样加上送的小苗加起来一共90多棵，当时期望是60%缓苗成功，30%开花结果，因为第一次种草莓，还是第一次水培，期望不高。

由于之前光照不足和根的问题导致结果低于预期，里边的苗，和送的小苗没怎么开花结果，后来加了补光灯，5月中旬又开了一大批花，但后来因为我的失误，先是水泵连的上水软管掉了，只听泵响其实没有循环:L，后来又忘了把led灯的插排打开，一星期缺光照，后开花的草莓没挺过去，随着高温天气持续，草莓种植算是接近尾声了。（由于没在这边住，加上比较忙，只是离公司近中午在这休息下，没注意定期观察维护）

总之吃到自己种的草莓还是很开心的，整个3月和4月，只要走到阳台上，一股浓郁的草莓香气就扑面而来，感觉一切折腾都值了。红颜草莓香味很浓，我母亲不喜欢味道太香的。宿迁神苗很壮实，前期果子有些酸，后期果实越来越好吃，看来我买的宿迁神苗中的好货了。总的来说还是蛮有成就感的，虽然产量不高，起码结果的苗子占到买来时候数量的60%。

但是。。我还是决定明年不再水培草莓，太折腾人。。最后定植了几盆匍匐茎，改基质培，打算缓苗以后给我母亲照料。

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一直佩服水培达人！

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很专业，辛苦了。

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像个工厂化生产的样子。:victory:

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非常欣赏:Q:Q其实我也在玩家居蔬菜水培，已两年了。确实摔了很多跟头。现在我的装置和你的思路非常相似，也用多层箱式水培。我一直有个梦想，把咱的装置和种植技术完善起来，做成家用种菜机进入千家万户。到那时，不管家里有没有阳台，不管外面是晴天还是下雨，也不管季节是寒冬还是盛暑，一年365天人们都能吃上自己种的，成本不算贵的，真正安全的，各种各样的蔬菜！:D

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我心里舒服多了，我以为只有我经历了那么多坑，原来有兄弟一条路啊！

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开心就好。也一直是我阳台种菜的初衷。人家可以化几千上万去旅游，我走不动了，化点钱玩玩种植，一样开心。

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我也是看了你的帖子才打算挤挤时间把自己的装备晒出来的，之前一直在填坑，现在系统基本上稳定运行了。