Controler V2 - Smart Aquaponics: 49 de pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Medicul recomandă să avem cel puțin 7 porții de fructe sau legume proaspete în fiecare zi.

Pasul 1: Ciclul apei

Energia Soarelui alimentează ciclul apei în care apele de suprafață de pe Pământ se evaporă în nori, căzând ca ploaie și revenind înapoi la Ocean ca râuri. Bacteriile și alte organisme vii descompun deșeurile din ocean și pământ pentru a crea nutrienți pentru plante în ciclul azotului. Ciclurile de oxigen, ciclurile de fier, ciclurile de sulf, cercurile de mitoză și alte cicluri au evoluat cu timpul.

Pasul 2: Mimică

Sistemele circulare sunt inerent durabile. Dacă un astfel de sistem poate produce păduri maiestuoase de Redwood, atunci un astfel de sistem pare o idee bună pentru grădina mea. Imitând recreăm funcțional un ocean, pământul și un ciclu al apei folosind pompe. Microorganismul colonizează începe ciclul azotului și alte cicluri se declanșează pe măsură ce sistemul se maturizează.

Pasul 3: Cicluri umane

Apoi, oamenii au venit la ciclu și dragostea lor pentru tot a schimbat mediul. Oamenii afectează modelul în mod similar, peștii sunt supraalimentați cu dragoste.

Pasul 4: Gardening inteligent

Natura pare să se descurce mai bine cu mai puține interacțiuni cu oamenii, oamenii par să aibă nevoie de acea interactivitate cu natura. Pare o problemă potrivită pentru tehnologiile automate și conectate. Deci, circuitele electronice și algebra booleană erau o potrivire naturală.

Pasul 5: Construirea unei grădini Aquaponics

Construirea unei grădini durabile începe cu un design durabil, materiale durabile și procese durabile. Aceasta înseamnă reducerea amprentei noastre de plastic. În acest design, picioarele din lemn și grinzile cadrului provin direct dintr-un copac, ceea ce doare.

Pasul 6: Lista materialelor de grădină

Desigur, există un preț de plătit pentru lemnul cu cereale verticale pe care nu trebuie să îl suportați.

Pasul 7: Iazul înălțându-ți grădina

Există numeroase posibilități pentru hidroizolarea paturilor de creștere. Îmi plac materialele reciclate și cheresteaua prelucrată cu placaj fiind favorit, deoarece este fabricat din furnir. În acest instructable, folosim Pond Shield care este o rășină epoxidică sigură pentru pești.

Aplicați strălucire pe margini și orice suprafețe aspre, șlefuiți strălucirea netedă. aspirați sau periați toate particulele de praf. Tăiați cearșafurile din fibră de sticlă în benzi de 2 ″ lățime, suficient de lungi pentru a înconjura fiecare margine din patul de creștere. Adunați stația de fibră de sticlă împreună. Se amestecă 1 cană de vopsea, 1/2 cană de întăritor, se arată 2/3 cană de alcool denaturat

Se amestecă încet folosind un accesoriu pentru mixer de vopsea pentru mai puțin de 2 minute în sens invers. Folosind o rolă (se toarnă puțin câteodată) vopsiți colțurile, atașați fibra de sticlă apoi vopsiți peste fibra de sticlă. Ideea este să saturați fibra de sticlă, astfel încât să nu existe buzunare de aer. Vopsiți restul patului de creștere când ați terminat cu fibra de sticlă.

Lăsați-l să se usuce, apoi șlefuiți-l ușor timp de 4 ore pentru a se usca, apoi aplicați un alt strat de vopsea din cauciuc lichid. Imaginile de culoare verde închis sunt după aplicarea a 3 straturi.

Pasul 8: Irigare și drenaj

Tubulatura de irigare este realizată din 1/2 "PVC cu găuri găurite dedesubt la fiecare 6". Conducta verticală și tubulatura de drenaj sunt mai mari la 1 ". Un kit de perete de 1" este utilizat ca cuplaj. Vrem să menținem partea de sus a patului uscată, astfel încât țeava de susținere să fie la 2 "sub partea superioară a patului de creștere.

Pasul 9: Modelare

Modelarea comportamentului sau structurii ciclului apei nu este la fel de ușoară, deoarece acestea sunt sisteme enorme cu numeroase variabile. Modelele conceptuale pe care le construim sunt abstractizate pentru a ascunde detalii complexe.

Atunci când decideți ce senzori să utilizați, o întrebare bună poate fi, care sunt componentele de bază din ciclul apei - un corp mare de apă, teren, energie pentru a ridica apa către pământ, medii care se satură până la scurgeri și gravitația pentru apă reveniți la sursă. Aceasta stabilește un nivel de bază de colectare a datelor necesar într-o astfel de grădină, deoarece acestea sunt procesele importante care necesită monitorizare.

O altă întrebare bună poate fi care sunt componentele de bază ale ciclurilor de azot.

Pasul 10: Setul senzorului Aquaponics de bază

Setul de senzori de bază poate fi extins și este utilizat pentru a monitoriza și vizualiza ciclul apei și condițiile de mediu.

Senzor de debit - un senzor de efect Hall utilizat pentru măsurarea mișcării apei din rezervor. Aceasta monitorizează, de asemenea, pompa în caz de defecțiuni sau degradări catastrofale. Este, de asemenea, utilizat pentru a monitoriza liniile de irigații pentru blocaje

Temperatura cu 1 fir - utilizată pentru măsurarea temperaturii apei din rezervorul de pește, temperatura ambiantă sau a mediului

Senzor de distanță IR - un senzor analogic care funcționează prin respingerea semnalelor IR către un obiect. Se folosește pentru a măsura adâncimea apei din patul de creștere. Este, de asemenea, utilizat pentru a monitoriza ciclurile de inundații și scurgeri ale patului de creștere.

Senzor fotocelulară - un senzor analogic a cărui rezistență variază în funcție de intensitatea luminii. Se folosește pentru măsurarea nivelurilor de iluminat interior sau de iluminat natural

Senzor lichid - este un senzor analogic rezistiv folosit pentru a monitoriza pierderile de apă prin scurgeri.

Flow switch - este un senzor digital bazat pe un comutator magnetic Reed. Obișnuia să monitorizeze drenajul patului de creștere.

Comutator plutitor - este un senzor digital bazat pe un comutator magnetic On / Off. Se folosește pentru a se asigura că nivelul apei din rezervorul de pește este întotdeauna suficient.

Pasul 11: Intrări pentru Consola Serială Linux

Tastatura și mouse-ul sunt conectate la consola serială pe un computer Linux pentru a permite utilizatorilor să comunice cu nucleul și aplicațiile Linux chiar și la un nivel scăzut.

În loc de tastatură și mouse, am conectat un microcontroler la intrarea consolă serială a microcomputerului Linux pe placa controlerului v2.

Acest lucru permite trecerea senzorilor și a datelor actuatorului între lumea exterioară și aplicațiile de microcontroler Linux fără probleme, fără a fi nevoie de drivere sau configurații Linux speciale.

Intrarea consolei într-un computer Linux este interfața serială utilizată de tastatură / mouse pentru introducerea datelor de către un utilizator uman. Rezultatele sunt apoi afișate în mod normal pe ecranul unui monitor de computer.

Pasul 12: Interfața serială a controlerului V2

Controlerul v2 este o placă de computer bazată pe Linux, cu un microcontroler conectat la intrarea consolelor seriale în locul tastaturii tradiționale. Aceasta înseamnă că poate prelua citiri direct de la senzori. Etapa de ieșire are diverse drivere hardware pentru un monitor de computer.

Pasul 13: Prezentare generală a controlerului V2

Controlerul v2 este un computer Linux încorporat care are un microcontroler Atmega 2560 conectat la intrarea consolei seriale. Acest lucru înseamnă că poate accepta date într-un mod similar cu utilizatorii care tastează pe tastatură, doar datele provin de la un Arduino Mega.

Informațiile sunt apoi procesate cu instrumente similare cu datele introduse de un utilizator pe o tastatură. Mai degrabă decât un ecran de monitor, etapa de ieșire a controlerului v2 are tranzistoare colector deschise pentru relee și drivere pentru alte actuatoare.

Controlerul v2 este preîncărcat cu tot software-ul necesar pentru a utiliza oricare dintre componentele sale hardware de la bord. Controlerul v2 are în plus o platformă backend și API care permite accesul la toate componentele hardware de la distanță, precum și înregistrarea datelor, vizualizarea, alertarea și alte instrumente de procesare.

Pe scurt, placa controlerului v2 este interfața fizică a unei platforme IoT puternice, ușor de utilizat, pentru orice aplicație fizică

Pasul 14: placa de control V2

. A fost o lungă călătorie până la proiectarea și construirea acestor plăci. Îmi pot împărtăși experiența într-o instrucțiune ulterioară. Există mai multe informații aici

Pasul 15: PinOut al controlerului V2

Pasul 16: Specificațiile controlerului V2

Pasul 17: Instrumente pentru platforma controlerului V2

Pasul 18: Diagrama bloc a controlerului V2

Pasul 19: Conectarea senzorilor analogici la controlerul V2

Senzorii analogici au în general un pin de semnal, un pin de masă și ocazional un al treilea pin de alimentare. Controlerul v2 va interfața senzorii analogici fără hardware suplimentar.

Conectați pinul de semnal analogic la orice pin analogic gratuit de pe placă și conectați liniile de alimentare respective.

Dacă este necesar un rezistor de divizare a potențialului, puteți utiliza un pull-up intern software sau puteți comuta precizia de la bord prin rotirea respectivului dip switch.

Pasul 20: Conectarea senzorilor digitali la controlerul V2

Conectați linia senzorului digital la orice pin digital respectiv de pe placă și pinii de alimentare.

dacă este necesar, activați rezistorul de tragere pentru senzorul digital

Pasul 21: Conectarea senzorilor cu 1 fir la controlerul V2

Unii senzori au microcontrolere în care condițiile computerului sunt valori returnate ca un flux de biți. Senzorii cu 1 fir sunt senzori tipici. Controlerul v2 are diferite circuite la bord pentru astfel de dispozitive.

Pentru a conecta un senzor de temperatură cu 1 fir, conectați linia de semnal de date la oricare dintre liniile digitale cu un 4k7

rezistență parazită și conectați semnalele de alimentare. Mutați rezistorul 4k7 în poziția ON

Pasul 22: Conectarea senzorilor de grădină la controlerul V2

Pasul 23: Conectarea celor 8 senzori de bază la controlerul V2

Pasul 24: Conectarea senzorilor la grădină

Sunt afișate locațiile tipice ale senzorilor.

Pasul 25: Prezentare generală a grădinii conectate

Microcontrolerul 2560 Atmega rulează prima și singura schiță Arduino pe care am scris-o vreodată. Acesta sondează pinii de intrare în mod continuu pentru valorile brute și le trimite ca un șir JSON la ieșirea serială.

Pasul 26: Valorile senzorului de serie brute

Sunt afișate șirurile seriale cu citiri brute ale pinului trimise de la microcontroler la microcomputer

Pasul 27: Șir JSON serializat

Un script python de pe OpenWrt serializează șirurile de senzori într-un obiect JSON, adaugă elemente suplimentare și trimite datele prin rețea către API

Pasul 28: Conectarea la controlerul V2

• Utilizând Ethernet, conectați controlerul v2 la computer
• Utilizați un adaptor USB la Ethernet, dacă este necesar
• Alimentați controlerul v2 utilizând o sursă de alimentare de 9vcc
• Computerul dvs. va primi o adresă IP automată 192.168.73.x de către controlerul v2 dacă este activată pentru configurarea IP automată (DHCP activat)

Pasul 29: Topologia API Garden

Datele despre grădină sunt trimise către API-ul v2 pentru înregistrare, analiză, vizualizare, alertare și control de la distanță.

Pasul 30: Accesarea datelor de la distanță folosind Api

Un apel HTTP de repaus către API cu acreditări adecvate va returna cele mai recente date așa cum se arată mai jos

curl

Pasul 31: conectați-vă la interfața de administrare

• Îndreptați browserul către
• Nume utilizator: root
• Parolă: tempV2pwd (sau orice altceva a fost schimbat în)

Pasul 32: Configurați numele noului dispozitiv

• În bara de meniu Sistem, faceți clic pe „Sistem” din lista derulantă
• Introduceți noul nume al dispozitivului în câmpul Nume gazdă
• Faceți clic pe „Salvați și aplicați”
• Apăsați comutatorul de pornire Off / On noua gazdă intră în vigoare.

Pasul 33: Configurarea Wifi pe controlerul V2

• Selectați opțiunea Wifi din meniul „Rețea”
• În meniul Wifi, faceți clic pe butonul „Scanare”

Pasul 34: Selectarea rețelei Wifi

Selectați rețeaua WiFi din listă folosind butonul „Alăturați-vă rețelei”

Pasul 35: Conectarea la rețeaua WIFI

• Introduceți acreditările de securitate pentru rețeaua dvs.
• Selectați „Trimiteți” Pictograma fără fir de stare ar trebui să devină albastră și să indice puterea conexiunii
• Faceți clic pe „Salvați și aplicați” pentru a finaliza configurația Wifi

Pasul 36: Căutarea dispozitivului dvs

Dacă conexiunea dvs. de rețea a fost stabilită cu succes, dispozitivul dvs. ar trebui să înceapă automat să trimită date către API-ul la distanță la

Căutați numele dispozitivului în listă. Dacă lipsește, confirmați numele de gazdă și configurația rețelei WIFI în interfața de stare a administratorului.

Pasul 37: Înregistrarea contului și a dispozitivului

Înscrieți-vă pentru un cont aici

Trimiteți numele de utilizator și numele dispozitivului la [email protected]

Conectați-vă după ce primiți un e-mail de confirmare a dispozitivului dvs. care v-a fost atribuit.

Pasul 38: Maparea senzorilor dispozitivului

În mod normal, hardware-ul pentru microcontroler pare complicat deoarece chiar și cel mai simplu senzor necesită circuite electronice de interfață - panou de protecție, scuturi, pălării, capace etc.

Software-ul tinde să pară complicat, deoarece de obicei face prea mult - semnalele senzorului de interfață, interpretează datele, prezintă valori lizibile, ia decizii, ia măsuri etc.

De exemplu, conectarea unui termistor (rezistență dependentă de temperatură) la un pin analogic necesită de obicei un circuit divizor de potențial cu un rezistor de tragere legat de Vcc. Un program care afișează această valoare în Celsius va lua câteva linii de cod care nu sunt englezești. Hardware-ul și software-ul vor arăta complicate cu 8 senzori. Schimbarea pinilor sau adăugarea de senzori noi va necesita un firmware nou. Acest lucru se complică și mai mult dacă totul trebuie să funcționeze de la distanță.

Controlerul v2 are circuite integrate pentru a interfața aproape orice senzor fără componente externe. Firmware-ul de pe controlerul v2 sondează toți pinii de intrare și returnează valori brute. Valorile brute sunt trimise în siguranță către API unde sunt mapate la senzorii respectivi pentru vizualizare, analiză, telecomandă și alertă.

Cartarea este realizată de biblioteca kj2arduino, care permite schimbul perfect de senzori sau pini pe placa controlerului v2 fără software sau hardware nou. Selectați numele PIN-ului și senzorul conectat la grădină (sau aplicația fizică) așa cum se arată în imagine.

Pasul 39: Detalii senzor mapat

După ce un senzor este mapat, detaliile și metadatele pot fi accesate făcând clic pe tipul senzorului.

Aici tipul senzorului, unitățile, valorile de referință, mesajele, pictogramele, notificările și codul de conversie pot fi specificate pentru senzor. Codul de conversie (de exemplu, ldr2lumens afișat) este un apel de funcție la biblioteca kj2arduino. Acesta convertește valorile brute ale senzorului trimise în date lizibile uman pentru prezentare.

Pasul 40: Pictogramele senzorului mapat

Valorile senzorului mapat sunt afișate ca pictograme dinamice în opțiunea fila Senzor dispozitiv.

Pictogramele se vor modifica pe baza valorilor configurate în interfața detaliilor senzorului dispozitivului

Pasul 41: animație în grădină

Valorile senzorului pot fi, de asemenea, văzute ca o animație de grădină dinamică în fila Animație de grădină. Culorile și formele se vor schimba pe baza valorilor de referință ale senzorului.

Pasul 42: Tendință

Datele senzorului dispozitivului pot fi, de asemenea, vizualizate ca grafice pentru călcare.

Pasul 43: Alerte senzor Twitter

Alertele sunt trimise pe baza dispozitivului, a detaliilor senzorului și a valorilor de referință.

Pasul 44: Componente ale controlerului inteligent

Majoritatea componentelor sunt ușor disponibile de pe eBay sau Amazon și cele mai multe variante. Controlerul v2 vine cu tot software-ul preinstalat. Puteți obține controlerul v2 de la mine la Kijani Grows. Dacă utilizați un comutator de debit, obțineți unul cu un debit scăzut pentru a evita refluxurile.

Pasul 45: Conectarea sarcinilor de tensiune la rețea

Această etapă este opțională și este necesară numai dacă doriți să vă controlați grădina în mod autonom sau de la distanță.

Tensiuni electrice mari periculoase implicate. Urmați instrucțiunile pe propria răspundere

Întrerupeți conexiunea activă sau neutră de la cablul de alimentare. Conservați acest lucru folosind un fier de lipit. Conectați cele două capete ale cablului de alimentare la conexiunea relee Normal Open (NO). Conectați sarcina care trebuie alimentată la un capăt al cablului de alimentare și la celălalt insert într-o priză de alimentare, așa cum se arată mai jos. Alimentați tranzistorul colector deschis pentru a porni sarcina prin releu. Repetați pentru cealaltă ieșire de rețea comutată

Pinii IO merg la conectorul Linux J19 de pe controlerul v2:

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

Pentru pompă, pompă de rezervor, lumini și respectiv alimentator. (chiar nu contează că totul este cartografiat software)

Pasul 46: O incintă

Folosind un creion, un instrument Dremel și un burghiu am tăiat totul pentru a se încadra în incinte.

Puteți obține acest lucru ca kit Jimmy pentru a vă ușura viața.

Pasul 47: Pornirea Grădinii inteligente

Controlerul va funcționa cu orice grădină.

Dacă construiți una ca a mea, tot ce aveți nevoie este filtrarea mediului în patul de creștere și peșterea apei sigure în rezervor. Majoritatea mediilor hidroponice vor funcționa excelent, pentru grădina interioară folosesc argilă ușoară expandată.

Conectați pompa, iluminatul interior, cablul de alimentare. Apăsați butonul de alimentare, stați înapoi … bucurați-vă - lăsați controlerul v2 să facă parte din ecosistemul dvs.

Când totul pare ok, adăugați peștele. Am aproximativ 12 pești aurii în rezervor. Vă sugerez să obțineți un kit de testare a calității apei pentru pește pentru a monitoriza grădina pe măsură ce ciclul biologic.

Cultiv microgreen și germeni prin difuzarea lor pe suportul argilos. În general, regula mea cu plantele pe care le cresc este mai bine să pot începe să le mănânc în săptămână sau mai bine au unele proprietăți medicinale.

Pasul 48: Doctorul recomandă 7 porții de fructe sau legume proaspete

.. cei din grădina mea inteligentă sunt cei mei preferați …

Pasul 49: Legături Smart Garden Live

Iată câteva legături live către grădina mea de birou și altele. Reîmprospătați dacă nimic nu se încarcă la început. Fii bun.

tendințe -

pictograme -

animație -

alertare -

videoclip -

controlerul v2 acceptă, de asemenea, video pentru fluxuri de timelapse

vezi, de asemenea, ndovu, themurphy (camera de mai sus), stupidsChickenCoop, ecovillage și celelalte cu acces public.

Premiul II la Concursul de apă