И.И. Наумов1, А.Ю. Никуличев2, А. Г. Лещенко3, Д. А. Женовачев4

1-4 Донской государственный технический университет (г. Ростов-на-Дону, Россия)
1 naumov-85@yandex.ru; 2nikulichev@list.ru; 3 leshenko_ant@mail.ru; 4 zhenovachev@yandex.ru

Постановка проблемы. Современные тепличные агрокомплексы требуют точного управления световым режимом для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и обеспечения энергоэффективности оборудования. Однако традиционные системы управления фитоосвещением часто сталкиваются с такими проблемами, как высокие пусковые токи, отсутствие детального контроля за каждым светильником, сложности в диагностике неисправностей оборудования и недостаточный уровень автоматизации.

Цель. Разработать специализированный шкаф питания и управления (ШПУ) фитоосвещением, который обеспечивает комплексное решение задач электроснабжения, автоматического регулирования интенсивности и спектра света, диагностики оборудования и интеграции в систему управления микроклиматом теплицы.

Результаты. Показано, что в основу системы положена технология передачи адресных команд по сети электропитания. Представлен метод, заключающийся в фазовой модуляции напряжения сети: управляемые электронные ключи формируют маркеры команды путем отсечки полуволн напряжения; электросетевые приемники команд, встроенные в каждый фитосветильник (ФС), детектируют эти маркеры и декодируют информацию, подсчитывая количество полуволн между ними. Управление спектром реализовано через ШИМ-сигналы или цифровые интерфейсы (DALI, UART) источников питания светодиодов. Предложена система, обеспечивающая адресное и групповое управление ФС, включая установку яркости в различных спектральных диапазонах и работу со сценариями освещения. Отмечены ключевые преимущества: высокая помехоустойчивость, независимость от радиопомех, снижение затрат на монтаж за счет отсутствия дополнительных кабелей, возможность легкого масштабирования и реконфигурации групп управления, повышенный уровень кибербезопасности. Разработан шкаф питания и управления, основными особенностями которого является управление ФС по сети электропитания 380 В с передачей команд для регулировки интенсивности и спектра светового потока. Обеспечен плавный пуск ФС с использованием симисторов, что исключает пусковые токи. Реализована системы автоматического «полампового контроля» для выявления и локализации неисправных светильников. Выполнена интеграция с АСУ микроклиматом теплицы для дистанционного управления, сбора телеметрии и ведения журналов событий. Обеспечено наличие комплекса защит (автоматические выключатели, ограничители перенапряжений).

Практическая значимость. Применение разработанного ШПУ позволяет оптимизировать технологические процессы в тепличных комплексах, существенно снизить энергозатраты, повысить надежность работы системы освещения и улучшить условия для роста растений. Это в конечном итоге способствует повышению урожайности и качества сельскохозяйственной продукции. Результаты исследования будут полезны для специалистов в области агротехники, автоматизации и энергообеспечения.

Наумов И.И., Никуличев А.Ю., Лещенко А.Г., Женовачев Д.А. Шкаф питания и управления фитоосвещением тепличного агрокомплекса // Наукоемкие технологии. 2026. Т. 27. № 4. С. 12−21. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j19998465-202604-02

1. Наумов И.И., Никуличев А.Ю., Ибадов Р.Р., Лещенко А.Г. Управление динамическим фитоосвещением с помощью технологии передачи адресных команд по сети электропитания // Наукоемкие технологии. 2026. Т. 27. №3. С.19–24 DOI DOI: https://doi.org/10.18127/j19998465-202603-03.
2. Сапронов А.А., Никуличев А.Ю., Лещенко А.Г. Интеллектуальная система управления промышленным освещением // Кибернетика энергетических систем: сборник материалов XLIV Междунар. науч.-техн. конф., Новочеркасск: Изд-во Южно-Российского гос. политех. ун-т (НПИ) им. М.И. Платова. 2024. С. 48–51.
3. Калёнов В.П., Клинов Ф.Ф. Фитоосвещение, как основной энергосберегающий элемент технологии выращивания овощных культур в контролируемых условиях // Материалы 66-й студенческой науч.-практ. конф. инженерного факультета ФГБОУ ВО «Самарский государственный аграрный университет». 2021. С. 271–275.
4. Инжуватов Д.А., Калмаматов А.А., Краснов И.А., Гавриков П.Д., Евстафьев А.А., Белозерцев К.Д., Агапов М.И. Обзор многоканального фитосветильника // Инновации в обществе: современные вызовы и перспективы. 2023. С. 199–206.
5. Ростин М.О. Рост и развитие сеянцев сосны обыкновенной при различных условиях // Материалы Всероссийской конференции – конкурс молодых исследователей «Агробиоинженерия–2022». 2022. С. 84–89.
6. Волков В.В., Иванов С.И., Жуков А.А. Особенности экобокса при выращивании клубники с использованием автоматизированного контроля параметров // Агропродовольственная политика России. 2024. №. 6. С. 82–88.
7. Нечипоренко И.В., Акимова С.В., Казаков П.О. Особенности доращивания ex vitro растений клюквы болотной (Vaccinium oxycoccos L.) с закрытой корневой системой // Овощи России. 2023. № 5. С. 49–61.
8. Гринюк Д.А., Бакаленко В.И., Дейнека Т.А., Олиферович Н.М., Сухорукова И.Г. Информационные и управляющие системы для выращивания растений в теплицах // Труды БГТУ. Серия 3: Физико-математические науки и информатика. 2026. №. 1 (302). С. 52–75.
9. Евсеев Е.А. Разработка конструктивной схемы устройства для электромагнитного стимулирования рассады овощных культур, выращиваемых ы контролируемых условиях // Вклад молодых ученых в аграрную науку. 2021. С. 250–251.
10. Кульмамиров С.А., Калабаев А.А. Новый подход управления режимами микроклимата в теплицах // Синергия Наук. 2021. № 59. С. 308–327.
11. Костицын Я.В., Зекин В.Н. Многоэтажные теплицы // Вестник науки. 2021. Т. 2. №. 11 (44). С. 95–105.
12. Васяев И.А. Технология использования керамических блоков при строительстве общеобразовательного учреждения // Вестник науки. 2021. Т.2. № 10. С. 61–65.
13. Евсеев Е.А., Васильев С.И. Обзор и анализ способов и устройств для досвечивания овощных культур, выращиваемых в защищенном грунте // Электрооборудование и электротехнологии в сельском хозяйстве. 2022. С. 7–12.
14. Чеботарев Д.Г., Рыльцев А.А., Наумов И.И., Ибадов Р.Р. Разработка и экспериментальная апробация аппаратно-программного комплекса мультиспектрального воздействия на биологические объекты // Биомедицинская радиоэлектроника. 2026. Т. 29. № 2. С. 85–98 DOI: https:// doi.org/10.18127/j15604136-202602-08.
15. Pozevalkin V.V., Polyakov A.N. Implementation of a Digital Model of Thermal Characteristics Based on the Temperature Field // Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). 2024. V. 24. № 2. P. 178–189.