V2 Controller - Smart Aquaponics: 49 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Lékař doporučuje, abychom každý den měli alespoň 7 porcí čerstvého ovoce nebo zeleniny.

Krok 1: Cyklus vody

Energie Slunce pohání vodní cyklus, ve kterém se povrchové vody na Zemi odpařují do mraků, padají jako déšť a vracejí se zpět do oceánu jako řeky. Bakterie a další živé organismy rozkládají odpad z oceánu a půdy, aby vytvořily živiny pro rostliny v dusíkovém cyklu. Kyslíkové cykly, cykly železa, cykly síry, kruhy mitózy a další cykly se vyvíjely s časem.

Krok 2: Mimikry

Kruhové systémy jsou ze své podstaty udržitelné. Pokud takový systém může produkovat majestátní lesy Redwood, pak se takový systém jeví jako dobrý nápad pro mou zahradu. Napodobováním funkčně obnovujeme oceán, zemi a koloběh vody pomocí čerpadel. Kolonizace mikroorganismů zahájí cyklus dusíku a další cykly nastupují, jak systém zraje.

Krok 3: Lidské cykly

Pak se do cyklu dostali lidé a jejich láska ke všemu změnila prostředí. Lidé model ovlivňují podobným způsobem, ryby jsou přemnoženy láskou.

Krok 4: Chytré zahradničení

Zdá se, že se přírodě daří lépe s menším počtem interakcí s lidmi, zdá se, že lidé tuto interaktivitu s přírodou potřebují. Vypadá to jako problém vhodný pro automatizované a propojené technologie. Elektronické obvody a booleovská algebra tedy přirozeně seděly.

Krok 5: Budování aquaponické zahrady

Budování udržitelné zahrady začíná udržitelným designem, udržitelnými materiály a udržitelnými procesy. To znamená snížení naší plastové stopy. V tomto designu dřevěné nohy a rámové trámy pocházejí přímo ze stromu, což bolí.

Krok 6: Seznam zahradních materiálů

Samozřejmě, za svislé dřevo, které nemusíte vynaložit, se platí.

Krok 7: Rybník opevňující vaši zahradu

Existuje mnoho možností pro hydroizolaci pěstebních záhonů. Mám rád upcyklované materiály a upravené řezivo s oblíbenou překližkou, protože je vyrobeno z dýhy. V těchto pokynech používáme Pond Shield, což je epoxidová pryskyřice bezpečná pro ryby.

Naneste jiskru na hrany a hrubé povrchy, jiskru uhlaďte hladce. vysajte nebo setřete všechny částice prachu. Sklolaminátové listy nakrájejte na pásy o šířce 2 palce, dostatečně dlouhé, aby obešly každý okraj uvnitř pěstební postele. Spojte svou laminátovou stanici. Smíchejte 1 šálek barvy, 1/2 šálku tužidla, zobrazí se 2/3 šálku denaturovaného alkoholu

Pomalu míchejte pomocí nástavce pro míchání vrtačky na méně než 2 minuty v opačném pořadí. Pomocí válečku (nalijte po troškách) namalujte rohy, připevněte sklolaminát a poté natřete sklolaminát. Cílem je nasytit sklolaminát, aby nebyly žádné vzduchové kapsy. Když skončíte se skleněnými vlákny, natřete zbytek pěstební postele.

Nechte zaschnout a poté lehce pískujte než 4 hodiny zaschnout, poté naneste další tekutou gumovou vrstvu. Tmavě zelené obrázky jsou po aplikaci 3 vrstev.

Krok 8: Zavlažování a odvodnění

Zavlažovací hadice je vyrobena z 1/2 "PVC s otvory vyvrtanými pod každých 6". Odvodní a drenážní trubka je větší o 1 ". Jako spojka se používá 1" přepážková sada. Chceme, aby horní část záhonu byla suchá, aby byla trubka 2 "pod horní částí pěstebního záhonu.

Krok 9: Modelování

Modelování chování nebo struktury vodního cyklu není tak snadné, protože se jedná o obrovské systémy s mnoha proměnnými. Konceptuální modely, které stavíme, jsou abstrakty, které skrývají složité detaily.

Při rozhodování o tom, jaké senzory použít, může být dobrá otázka, jaké jsou nejzákladnější součásti vodního cyklu - velká vodní plocha, pevnina, energie k zvednutí vody do země, média, která nasycují odtok, a gravitace pro vodu vrátit se ke zdroji. Tím se stanoví základní úroveň sběru dat požadovaná v takové zahradě, protože to jsou důležité procesy, které je třeba monitorovat.

Další dobrou otázkou může být, jaké jsou základní složky dusíkových cyklů.

Krok 10: Základní sada aquaponických senzorů

Základní sadu senzorů lze rozšířit a slouží k monitorování a vizualizaci koloběhu vody a podmínek prostředí.

Snímač průtoku -snímač Hallova jevu používaný k měření pohybu vody z nádrže. Rovněž monitoruje katastrofické selhání nebo degradaci čerpadla. Používá se také k monitorování ucpání zavlažovacích vedení

1vodičová teplota - slouží k měření teploty vody v akváriu, teploty okolí nebo médií

IR senzor vzdálenosti - analogový senzor, který funguje tak, že odráží IR signály k objektu. Používá se k měření hloubky vody v pěstebním loži. Používá se také k monitorování cyklů zaplavení a odvodnění pěstebního lože.

Senzor fotobuňky - analogový senzor, jehož odpor se mění podle intenzity světla. Používá se k měření úrovní vnitřního osvětlení nebo přirozeného osvětlení

Liquid sensor - je odporový analogový senzor sloužící ke sledování úniku vody únikem.

Průtokový spínač - je digitální senzor založený na magnetickém jazýčkovém spínači. Dříve monitoroval drenáž pěstebního lože.

Plovákový spínač - je digitální senzor založený na magnetickém jazýčkovém vypínači. Slouží k zajištění toho, aby hladina vody v akváriu byla vždy dostatečná.

Krok 11: Vstupy sériové konzoly Linux

Klávesnice a myš jsou připojeny k sériové konzole na počítači se systémem Linux, aby uživatelé mohli komunikovat s jádrem a aplikacemi Linuxu i na nízké úrovni.

Místo klávesnice a myši jsme na vstup sériové konzoly mikropočítače linux na desce řadiče v2 připojili mikrokontrolér.

To umožňuje bezproblémový přenos dat senzorů a akčních členů mezi vnějším světem a aplikacemi mikrokontroléru Linux bez potřeby jakýchkoli speciálních ovladačů nebo konfigurací Linuxu.

Vstup konzoly v počítači se systémem Linux je sériové rozhraní používané klávesnicí/myší pro zadávání dat lidským uživatelem. Výsledky se pak normálně zobrazují na obrazovce monitoru počítače.

Krok 12: Sériové rozhraní ovladače V2

Řadič v2 je počítačová deska založená na Linuxu s mikrokontrolérem připojeným ke vstupu sériové konzoly namísto tradiční klávesnice. To znamená, že může přijímat údaje přímo ze senzorů. Koncový stupeň má různé ovladače hardwaru pro monitor počítače.

Krok 13: Přehled ovladače V2

Řadič v2 je vestavěný počítač se systémem Linux, který má ke vstupu sériové konzoly připojen mikrokontrolér Atmega 2560. To znamená, že může přijímat data podobným způsobem jako uživatelé, kteří píší na klávesnici, pouze data pocházejí z Arduino Mega.

Informace jsou poté zpracovány podobnými nástroji jako data zadaná uživatelem na klávesnici. Spíše než obrazovka monitoru má koncový stupeň ovladače v2 otevřené kolektorové tranzistory pro relé a ovladače pro jiné akční členy.

Řadič v2 je dodáván s předinstalovaným softwarem potřebným k použití kterékoli z jeho integrovaných hardwarových komponent. Řadič v2 má dále backendovou platformu a API, které umožňuje vzdálený přístup ke všem hardwarovým komponentám a také protokolování dat, vizualizaci, výstrahy a další nástroje pro zpracování.

Stručně řečeno, deska řadiče v2 je fyzickým rozhraním výkonné snadno použitelné platformy IoT s plným zásobníkem pro jakoukoli fyzickou aplikaci

Krok 14: Řídicí deska V2

.na návrh a stavbu těchto desek byla dlouhá cesta. O tuto zkušenost se mohu podělit v pozdějším pokynu. Zde je více informací

Krok 15: PinOut ovladače V2

Krok 16: Specifikace ovladače V2

Krok 17: Nástroje platformy V2 Controller

Krok 18: Blokové schéma ovladače V2

Krok 19: Připojení analogových senzorů k ovladači V2

Analogové senzory mají obecně signální pin, zemnící pin a příležitostně i třetí napájecí pin. Řadič v2 propojí analogová čidla bez dalšího hardwaru.

Připojte pin analogového signálu k libovolnému volnému analogovému pinu na desce a připojte příslušná napájecí vedení.

Pokud je vyžadován odpor děliče potenciálu, můžete použít interní softwarový pull-up nebo můžete přesnost přepnout na palubní přepnutím příslušného přepínače.

Krok 20: Připojení digitálních senzorů k ovladači V2

Připojte linku digitálního senzoru k jakémukoli příslušnému digitálnímu pinu na desce a napájecím pinům.

pokud je to nutné, aktivujte softwarový odpínač pro digitální senzor

Krok 21: Připojení 1vodičových senzorů k ovladači V2

Některé senzory mají mikrokontroléry, v nichž podmínky počítače vracejí hodnoty jako proud bitů. Typickými senzory jsou 1vodičové senzory. Řadič v2 má pro taková zařízení různé integrované obvody.

Chcete-li připojit řekněme 1vodičový snímač teploty, připojte datový signální kabel k jakékoli z digitálních linek pomocí 4k7

parazitní odpor a připojte napájecí signály. Přepněte odpor 4k7 do polohy ON

Krok 22: Připojení zahradních senzorů k ovladači V2

Krok 23: Připojení 8 základních senzorů k ovladači V2

Krok 24: Připojení senzorů k zahradě

Zobrazí se typická umístění snímačů.

Krok 25: Přehled Connected Garden

Mikrokontrolér 2560 Atmega spouští první a jedinou skicu Arduina, kterou jsem kdy napsal. Průběžně dotazuje vstupní piny na nezpracované hodnoty a odesílá je jako řetězec JSON na sériový výstup.

Krok 26: Sériové hodnoty surového senzoru

Zobrazí se sériové řetězce s údaji nezpracovaných pinů odeslaných z mikrokontroléru do mikropočítače

Krok 27: Serializovaný řetězec JSON

Python skript na OpenWrt serializuje řetězce senzorů do objektu JSON, přidává další prvky a odesílá data přes síť do API

Krok 28: Připojení k ovladači V2

• Pomocí ethernetu připojte řadič v2 k počítači
• V případě potřeby použijte adaptér USB na ethernet
• Napájejte ovladač v2 pomocí napájení 9 V DC
• Pokud je v počítači povolena automatická konfigurace IP (povoleno DHCP), bude vašemu počítači řadičem v2 přidělena automatická adresa IP 192.168.73.x.

Krok 29: Topologie API pro zahradu

Zahradní data jsou odesílána do v2 API pro protokolování, analýzu, vizualizaci, výstrahy a dálkové ovládání.

Krok 30: Vzdálený přístup k datům pomocí rozhraní API

Volání HTTP HTTP k rozhraní API se správnými přihlašovacími údaji vrátí nejnovější data, jak je uvedeno níže

zvlnění

Krok 31: Přihlaste se do administrátorského rozhraní

• Namiřte svůj prohlížeč na
• Uživatelské jméno: root
• Heslo: tempV2pwd (nebo cokoli, na co bylo změněno)

Krok 32: Konfigurace nového názvu zařízení

• Na panelu nabídek Systém klikněte v rozevíracím seznamu na 'Systém'
• Do pole Název hostitele zadejte nový název zařízení
• Klikněte na „Uložit a použít“
• Stiskněte vypínač Vypnuto/Zapnuto, aby se nový název hostitele projevil.

Krok 33: Konfigurace Wifi na ovladači V2

• V nabídce „Síť“vyberte možnost Wifi
• V nabídce Wifi klikněte na tlačítko 'Skenovat'

Krok 34: Výběr sítě Wifi

Vyberte svou wifi síť ze seznamu pomocí tlačítka 'Připojit se k síti'

Krok 35: Přihlášení do sítě WIFI

• Zadejte přihlašovací údaje zabezpečení pro vaši síť
• Vyberte „Odeslat“Ikona stavu bezdrátového připojení by měla zmodrat a indikovat sílu připojení
• Kliknutím na 'Uložit a použít' dokončíte konfiguraci Wifi

Krok 36: Hledání vašeho zařízení

Pokud bylo vaše síťové připojení úspěšně navázáno, mělo by vaše zařízení automaticky začít odesílat data do vzdáleného rozhraní API na adrese

Vyhledejte v seznamu název svého zařízení. Pokud chybí, potvrďte své jméno hostitele a konfiguraci sítě WIFI v rozhraní stavu správce.

Krok 37: Registrace účtu a zařízení

Zaregistrujte si účet zde

Pošlete své uživatelské jméno a název zařízení na adresu [email protected]

Přihlaste se poté, co vám přijde e -mail s potvrzením, že vám bylo zařízení přiřazeno.

Krok 38: Mapování senzorů zařízení

Hardware mikrořadiče obvykle vypadá komplikovaně, protože i ten nejjednodušší senzor vyžaduje obvody elektronického rozhraní - prkénko, štíty, klobouky, čepice atd.

Software má tendenci vypadat komplikovaně, protože obvykle dělá příliš mnoho - signály senzorů rozhraní, interpretace dat, zobrazení čitelných hodnot, rozhodování, přijímání opatření atd.

Například připojení termistoru (teplotně závislého odporu) k analogovému pinu obvykle vyžaduje obvod děliče potenciálu se stahovacím odporem vázaným na Vcc. Program pro zobrazení této hodnoty ve stupních Celsia zabere několik neanglických řádků kódu. S 8 senzory bude hardware a software vypadat komplikovaně. Změna pinů nebo přidání nových senzorů bude vyžadovat nový firmware. Pokud vše musí fungovat na dálku, je to ještě komplikovanější.

Řadič v2 má integrované obvody pro připojení téměř jakéhokoli senzoru bez externích komponent. Firmware na ovladači v2 dotazuje všechny vstupní piny a vrací nezpracované hodnoty. Surové hodnoty jsou bezpečně odeslány do API, kde jsou mapovány na příslušné senzory pro vizualizaci, analýzu, dálkové ovládání a upozornění.

Mapování provádí knihovna kj2arduino, která umožňuje bezproblémovou výměnu senzorů nebo pinů na desce řadiče v2 bez nového softwaru nebo hardwaru. Vyberete si název PINu a senzor připojený k zahradě (nebo fyzické aplikaci), jak je znázorněno na obrázku.

Krok 39: Mapované detaily senzoru

Poté, co je senzor namapován, jsou jeho detaily a metadata přístupná kliknutím na typ senzoru.

Zde lze pro senzor specifikovat typ senzoru, jednotky, požadované hodnoty, zprávy, ikony, oznámení a převodní kód. Konverzní kód (např. Zobrazen ldr2lumens) je volání funkce do knihovny kj2arduino. Převádí nezpracované hodnoty senzorů odeslané do lidsky čitelných dat k prezentaci.

Krok 40: Mapované ikony senzorů

Namapované hodnoty senzorů jsou zobrazeny jako dynamické ikony na záložce Device Sensor.

Ikony se změní na základě hodnot nakonfigurovaných v rozhraní podrobností senzoru zařízení

Krok 41: Zahradní animace

Hodnoty senzorů lze také vidět jako dynamickou zahradní animaci na kartě Zahradní animace. Barvy a tvary se budou měnit podle požadovaných hodnot snímačů.

Krok 42: Trendy

Data ze senzoru zařízení lze také zobrazit jako grafy pro šlapání.

Krok 43: Upozornění senzoru Twitter

Výstrahy jsou odesílány na základě zařízení, podrobností senzoru a požadovaných hodnot.

Krok 44: Součásti inteligentního ovladače

Většina komponent je snadno dostupná z eBay nebo Amazonu a většina variant. Řadič v2 je dodáván s předinstalovaným softwarem. Ovladač v2 můžete získat ode mě v Kijani Grows. Pokud používáte průtokový spínač, pořiďte si jej s nízkým průtokem, abyste se vyhnuli zpětnému toku.

Krok 45: Připojení zátěže síťovým napětím

Tato fáze je volitelná a nutná pouze v případě, že chcete zahradu ovládat autonomně nebo na dálku.

Zapojeno nebezpečné vysoké elektrické napětí. Postupujte podle pokynů na vlastní nebezpečí

Přerušte živé nebo neutrální připojení z napájecího kabelu. Cínujte to pomocí páječky. Připojte dva konce napájecího kabelu k normálně otevřenému (NO) připojení relé. Připojte zátěž, která má být napájena, na jeden konec napájecího kabelu a druhý zapojte do elektrické zásuvky, jak je znázorněno níže. Napájením tranzistoru s otevřeným kolektorem zapněte zátěž prostřednictvím relé. Opakujte pro další spínaný síťový výstup

Piny IO jdou do konektoru Linux J19 na řadiči v2:

• Vcc - Vcc
• Gnd - Gnd
• IO20 - relé 1
• IO19 - relé 2
• IO18 - relé 3
• IO22 - relé 4

Pro čerpadlo, čerpadlo zásobníku, světla a podavač. (opravdu nezáleží na tom, že vše je mapováno softwarem)

Krok 46: Příloha

Pomocí tužky, nástroje Dremel a vrtačky jsem nařezal vše, aby se vešlo do skříní.

Můžete to získat jako stavebnici Jimmy, abyste si usnadnili život.

Krok 47: Spuštění Smart Garden

Ovladač bude fungovat s jakoukoli zahradou.

Pokud postavíte takový, jako je ten můj, budete potřebovat pouze filtrační média v pěstebním loži a v nádrži lovit nezávadnou vodu. Většina hydroponických médií bude fungovat skvěle, pro vnitřní zahradu používám lehkou expandovanou hlínu.

Připojte čerpadlo, vnitřní osvětlení, napájecí kabel. Stiskněte vypínač, zastavte se… užívejte si - ať se ovladač v2 stane součástí vašeho ekosystému.

Až bude vše v pořádku, přidejte rybu. V nádrži mám asi 12 zlatých ryb. Doporučuji pořídit si soupravu na testování kvality vody v akváriu, která by monitorovala zahradu, jak biologicky cykluje.

Pěstuji mikrogreeny a klíčky jejich vysíláním přes hliněné médium. Obecně platí, že u rostlin, které pěstuji, platí pravidlo, že je lépe začít jíst do týdne, nebo budou mít lepší léčivé vlastnosti.

Krok 48: Lékař doporučuje 7 porcí čerstvého ovoce nebo zeleniny

.. ty z mé chytré zahrady jsou moje oblíbené…

Krok 49: Smart Garden Live Links

Zde je několik živých odkazů na moji kancelářskou zahradu a další. Obnovte, pokud se nejprve nic nenačte. Být milý.

trendy -

ikony -

animace -

upozornění -

video -

řadič v2 také podporuje video pro timelapse streamy

viz také ndovu, themurphy (kamera výše), stupidsChickenCoop, ecovillage a další s veřejným přístupem.

Druhá cena ve vodní soutěži