Automatizovaná chytrá aquaponie (s cloudovým řídicím panelem): 11 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Aquaponics vám umožňuje pěstovat vlastní organické potraviny kdekoli (uvnitř i venku), na velmi malém prostoru, s větším růstem, menší spotřebou vody a bez jakýchkoli externích chemických hnojiv. Také můžete sledovat podmínky na cloudovém řídicím panelu.

Systém využívá vodu smíchanou s rybím odpadem k zalévání rostlin. Když se voda smíchaná s rybím odpadem pohybuje po půdě, zanechává rybí odpad v půdě, čistá voda vychází z hrnce a vstupuje zpět do akvária. Rybí odpad ponechaný v půdě funguje jako přírodní hnůj pro růst plodin vysazených v této půdě. Také voda vstupující zpět do akvária nese kyslík spolu s ním pro ryby. Nádrž na ryby proto nebude vyžadovat žádný externí provzdušňovač ani týdenní čištění.

Zásoby

1. Raspberry Pi 3 Model B x1
2. (VOLITELNÉ) Wiznet W6100 (nebo jakýkoli jiný ethernetový štít pro Arduino) x1
3. (VOLITELNÉ) Arduino Uno x1
4. Senzor teploty a vlhkosti DHT11 x1
5. Senzor vlhkosti půdy se šroubovými svorkami x1
6. Ponorné vodní čerpadlo (doporučeno 18W nebo vyšší pro více svislých úrovní) x1
7. Reléový modul (min. 2 kanály) x1
8. LED žárovka x1 (nebo více v závislosti na velikosti systému)
9. Držák žárovky x1 (nebo více v závislosti na počtu LED žárovek, které máte v systému)
10. Vodní dýmka
11. Páječka x1
12. Pájecí drát x1
13. Buď smršťovací bužírka nebo izolační páska x1
14. Oboustranná páska x1
15. Plastová vana
16. Plastové podnosy/hrnce
17. (VOLITELNÉ) Šrouby a vrtačka

Krok 1: Příprava spotřebního materiálu

Získejte výše uvedené zásoby na jednom místě. Kupte si je, pokud je nemáte. Budete také potřebovat základní nástroje, jako jsou šroubováky, odizolovače a nůžky. Budete také chtít mít nějakou dobrou oboustrannou pásku (použil jsem 3M), která přilepí součásti, kdykoli je to nutné. Díly můžete také trvale upevnit pomocí šroubů a vrtačky, abyste vyvrtali otvor pro šrouby. K provedení kabeláže byste také potřebovali páječku a pájecí drát. Je důležité překrýt pájení nebo jiné spoje vodičů teplem smrštitelnou trubkou nebo izolační páskou.

Krok 2: Nastavení zásobníků

Stohujte zásobníky svisle nad spodní vanou. Spodní vana bude obsahovat ryby a horní podnosy budou mít rostliny. Pokud máte pouze jednu úroveň rostlin, můžete buď použít malý plastový stůl, abyste udrželi horní zásobník, nebo můžete mít svůj vlastní zásobník nebo hromádky hrnců, které budou vaše tácky/květináče skládat nad sebe.

Krok 3: Instalatérství 1 - Nastavení systému zásobování vodou

Připojte jeden konec vodovodní trubky k ponornému čerpadlu a spusťte vodní potrubí nahoru po zásobnících/hrncích. Můžete mít PVC trubky s otvory procházejícími po vašich podnosech, abyste pokropili rostliny rostlinami v této misce a připojili vodní potrubí k těmto PVC trubkám. Nebo pokud je váš systém malý, můžete na vodní dýmce udělat otvory a vodovodní trubku spustit kolem zásobníků tak, aby kamkoli voda protékala potrubím, posypala rostliny v zásobníku/květináči.

Krok 4: Instalatérství 2 - Systém vracející vodu

Na dně každého podnosu/hrnce vytvořte otvor, aby mohla přebytečná voda odtékat. Každý z těchto otvorů můžete připojit pomocí PVC trubek a nechat vodu ze všech těchto otvorů vstoupit do sítě trubek, které nakonec vstoupí do spodní vany, ve které by byly ryby.

Krok 5: Naplňte hrnce/zásobníky

Na dno hrnců nebo podnosů dejte nějaké štěrkové nebo hliněné kuličky. To se provádí tak, aby částice písku nevytékaly otvorem spolu s přebytečnou vodou a nevnikly do spodní vany s rybami v ní. Poté hrnce/tácy naplňte zeminou a vysaďte plodiny/rostliny, které chcete pěstovat.

Krok 6: Otestujte systém, jaký je (zcela volitelné, ale dobré udělat)

Naplňte spodní vanu čistou vodou, na minutu zapněte ponorné čerpadlo a nechte vodu protékat systémem. Jen se ujistěte, že přebytečná voda vytékající z hrnců/van je čistá a neobsahuje v sobě bláto.

Krok 7: Nastavení Raspberry Pi

1. Nainstalujte si Raspbian OS na Raspberry Pi.
2. Připojte Raspberry Pi k vaší WiFi síti.
3. Stáhněte si kód Raspberry Pi z tohoto odkazu (nebo ze souboru.zip nahraného v tomto kroku).
4. Rozbalte soubory s kódy (pokud jsou staženy ze souboru.zip)
5. Zkopírujte soubory do složky na vašem Raspberry Pi.
6. Nastavte soubor main.py tak, aby se prováděl při spuštění Raspberry Pi. (Kliknutím na tento odkaz se dozvíte, jak nastavit spouštění programů při spuštění)

Krok 8: Proveďte elektrická připojení

Proveďte elektrická připojení podle obrázku výše. Použití Arduina a ethernetového štítu pro Arduino je zcela volitelné. Pokud by se Raspberry Pi kdykoli nepodařilo připojit k vaší WiFi, fungovalo by to jako záloha.

Také se ujistěte, že na Raspberry Pi a modul relé nespadla voda. Voda na modulu Raspberry Pi nebo relé může způsobit zkrat a poškodit váš systém. Zkrat může dokonce vést k požáru. Raspberry Pi a reléový modul můžete zakrýt jakýmkoli materiálem, který do něj nepustí vodu.

Umístěte senzory na správné místo, jak ukazuje video na začátku tohoto příspěvku, a zapněte systém.

Raspberry Pi má spuštěný automatizační skript. Automatizační skript se stará o přívod vody do vašich závodů a také o osvětlení na základě údajů ze senzorů. O své rostliny se tedy nemusíte kdykoli starat.

Krok 9: Mít řídicí panel pro sledování podmínek vašeho systému

Postavil jsem backend pomocí Django ke shromažďování dat a k dodání řídicího panelu pro zobrazení základních analytických údajů o datech shromážděných z vašeho systému. Se back-endem můžete propojit více systémů v různých sklenících. To vám usnadní správu více systémů napříč různými skleníky na jednom místě. Na palubní desce můžete také skvěle pojmenovat své skleníky a rostliny.

Palubní deska vám také umožňuje ovládat světla a pumpy vašeho systému ručně, kdykoli budete chtít.

Kód pro back-end si můžete stáhnout z mého úložiště GitHub (nebo z odkazu pod tímto krokem) a nasadit ho na cloudové platformy podle vašeho výběru. Kód je dodáván s připraveným nasazením na cloudovou platformu Heroku, ale můžete jej nasadit na libovolnou cloudovou platformu podle vašeho výběru (Amazon Web Services, Google Cloud Platform atd.) Prostým odkazem na pokyny/dokumentaci k nasazení webových aplikací založených na Django na konkrétní cloudové platformě.

Krok 10: Spusťte systém s čistou vodou po dobu 24 hodin

Naplňte spodní vanu čistou vodou a nechte ji 24 hodin běžet. Po 24 hodinách zkontrolujte vodu ve spodní vaně. Pokud voda ve vaně není čistá, vyměňte ji za čistou a nechte systém běžet dalších 24 hodin. Tento postup opakujte, dokud se do spodní vany nedostane čistá voda. Jinak, pokud je voda čistá, můžete přejít k dalšímu kroku. Výměna vody, dokud nezískáte čistou vodu, provede poslední kousek čištění ve vašem systému, než do ní vložíte ryby.

Krok 11: Vložte ryby dovnitř

Doporučil bych vám, abyste v systému používali ryby Koi, protože je známo, že produkují spoustu odpadu, ale můžete do nich vložit jakoukoli podobnou rybu, která je ve vašem regionu snadno dostupná. Vložte ryby do spodní vany naplněné čistou vodou a poté, co systém jednou zaléval rostliny, nalijte více vody do vany. Tím je zajištěno, že je v systému dostatek vody.

Vodu také podle potřeby doplňujte, protože dojde ke ztrátě vody v důsledku odpařování. A nakrmit ryby včas.

Jsi připraven vyrazit!! Přeji vám vše nejlepší na vaší cestě ve zdravém, organickém a domácím jídle.

Děkuji!