V2 Controller - Smart Aquaponics: 49 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Die dokter beveel aan dat ons elke dag minstens 7 porsies vars vrugte of groente het.

Stap 1: Die watersiklus

Die son se energie dryf die watersiklus waarin oppervlaktewater op die aarde verdamp in wolke, val as reën en keer terug na die oseaan as riviere. Bakterieë en ander lewende organismes breek afval uit die see en land af om voedingstowwe vir plante in die stikstofsiklus te skep. Suurstofsiklusse, ystersiklusse, swawelsiklusse, mitosesirkels en ander siklusse het mettertyd ontwikkel.

Stap 2: Mimiek

Sirkulêre stelsels is inherent volhoubaar. As so 'n stelsel majestueuse Redwood -woude kan produseer, lyk so 'n stelsel 'n goeie idee vir my tuin. Deur nabootsing herskep ons funksioneel 'n oseaan, die aarde en 'n watersiklus met behulp van pompe. Mikro -organisme koloniseer begin die stikstofsiklus en ander siklusse skop in namate die stelsel volwasse word.

Stap 3: Menslike siklusse

Toe kom mense na die siklus en hul liefde vir alles het die omgewing verander. Mense beïnvloed die model op 'n soortgelyke manier; vis is oorvol van liefde.

Stap 4: Slim tuinmaak

Dit lyk asof die natuur beter vaar met minder interaksies met mense; dit lyk asof mense die interaktiwiteit met die natuur nodig het. Dit lyk na 'n probleem wat geskik is vir outomatiese en gekoppelde tegnologie. Elektroniese stroombane en Booleaanse algebra pas dus natuurlik by mekaar.

Stap 5: Bou 'n Aquaponics -tuin

Die bou van 'n volhoubare tuin begin met volhoubare ontwerp, volhoubare materiale en volhoubare prosesse. Dit beteken dat ons ons plastiese voetspoor moet verminder. In hierdie ontwerp kom die houtpote en raambalke reguit uit 'n boom, wat seer maak.

Stap 6: Lys van tuinmateriaal

Daar is natuurlik 'n prys om te betaal vir die vertikale korrelhout wat u nie hoef aan te gaan nie.

Stap 7: dam in u tuin

Daar is talle moontlikhede vir die waterdigting van kweekbeddings. Ek hou van opgemaakte materiale en vervaardigde hout, aangesien laaghout 'n gunsteling is, aangesien dit van fineer gemaak word. In hierdie instruksies gebruik ons Pond Shield, 'n visveilige epoxyhars.

Dien vonkel op die rande en ruwe oppervlaktes toe, skuur die glans glad. stofsuig of borsel al die stofdeeltjies weg. Sny die veselglasblaaie in stroke van 2 ″ breed, lank genoeg om elke rand in die kweekbed te loop. Kry u veselglasstasie bymekaar. Meng 1 koppie verf, 1/2 koppie verharder, 2/3 koppie gedenatureerde alkohol word getoon

Meng stadig met 'n boorverfmenger vir minder as 2 minute agteruit. Verf die hoeke met 'n roller (gooi 'n bietjie op 'n slag), plak die veselglas en verf dan oor die veselglas. Die idee is om die veselglas te versadig sodat daar geen lugsakke is nie. Verf die res van die kweekbed wanneer u klaar is met die veselglas.

Laat dit droog word, skuur dit dan liggies as 4 uur om droog te word, en pas dan nog 'n vloeibare rubberlaag toe. Die donkergroen beelde is na die toediening van 3 lae.

Stap 8: Besproeiing en dreinering

Die besproeiingsbuis is gemaak van 1/2 "PVC met gate elke 6" onder geboor. Die staanpyp en dreineringsbuis is groter by 1 ". 'N 1" skottelstel word as koppeling gebruik. Ons wil die bokant van die bed droog hou sodat die staanpyp 2 "onder die bokant van die kweekbed is.

Stap 9: modellering

Dit is nie so maklik om die gedrag of struktuur van die watersiklus te modelleer nie, want dit is enorme stelsels met talle veranderlikes. Die konseptuele modelle wat ons bou, word geabstraheer om komplekse besonderhede te verberg.

By die besluit oor watter sensors om te gebruik, is 'n goeie vraag: wat is die mees basiese komponente in die watersiklus - 'n groot watermassa, land, energie om water na die land te lig, media wat versadig word tot afloop en die swaartekrag van water na keer terug na die bron. Dit bepaal die basiese vlak van data -insameling wat in so 'n tuin benodig word, aangesien dit die belangrike prosesse is wat gemonitor moet word.

'N Ander goeie vraag kan wees wat die basiese komponente van die stikstofsiklusse is.

Stap 10: Die Basiese Aquaponics Sensorset

Die basiese sensorset kan uitgebrei word en word gebruik om die watersiklus en omgewingstoestande te monitor en te visualiseer.

Flowrate Sensor -'n Hall -effek sensor wat gebruik word om die beweging van water uit die tenk te meet. Dit monitor ook die pomp vir katastrofiese mislukking of agteruitgang. Dit word ook gebruik om die besproeiingslyne vir verstoppings te monitor

1 -draaddemperatuur - word gebruik om die watertemperatuur in die vistenk, omgewingstemperatuur of mediatemperature te meet

IR -afstandsensor - 'n analoog sensor wat werk deur IR -seine na 'n voorwerp te weerkaats. Dit word gebruik om die diepte van water in die kweekbed te meet. Dit word ook gebruik om die vloed- en dreinsiklusse van die kweekbed te monitor.

Fotosensor - 'n analoog gebaseerde sensor waarvan die weerstand wissel met die ligintensiteit. Dit word gebruik om die vlakke van binne- of natuurlike beligting te meet

Vloeistofsensor - is 'n weerstandbiedende analoog sensor wat gebruik word om te monitor of water deur lek lek.

Stroomskakelaar - is 'n digitale sensor wat gebaseer is op 'n magnetiese rietskakelaar. Dit het die dreinering van die kweekbed gemonitor.

Vlotskakelaar - is 'n digitale sensor wat gebaseer is op 'n magnetiese riet aan/uit skakelaar. Dit word gebruik om te verseker dat die vistenk se watervlak altyd voldoende is.

Stap 11: Invoer van Linux Serial Console

Die sleutelbord en die muis is op 'n Linux -rekenaar aan die seriële konsole gekoppel, sodat gebruikers selfs op 'n lae vlak met die Linux -kern en toepassings kan kommunikeer.

In plaas van 'n sleutelbord en 'n muis, het ons 'n mikrobeheerder gekoppel aan die ingang van die seriële konsole van die linux -mikrorekenaar op die v2 -beheerbord.

Hierdeur kan sensors en aktuatordata naadloos tussen die buitewêreld en die Linux -mikrobeheertoepassings oorgedra word sonder dat spesiale Linux -bestuurders of konfigurasies nodig is.

Die konsole -invoer in 'n Linux -rekenaar is die seriële koppelvlak wat die sleutelbord/muis gebruik vir die invoer van data deur 'n menslike gebruiker. Die resultate word dan normaalweg op 'n rekenaarmonitor vertoon.

Stap 12: Die seriële koppelvlak van die V2 -beheerder

Die v2 -beheerder is 'n Linux -gebaseerde rekenaarbord met 'n mikrobeheerder gekoppel aan die ingang van die seriële konsole in plaas van die tradisionele sleutelbord. Dit beteken dat die lesings direk vanaf sensors kan neem. Die uitsetstadium het verskillende hardeware -bestuurders vir 'n rekenaarmonitor.

Stap 13: Oorsig van die V2 -beheerder

Die v2 -beheerder is 'n ingeboude Linux -rekenaar met 'n Atmega 2560 -mikrobeheerder wat aan die ingang van die seriële konsole gekoppel is. Dit beteken dat dit data op dieselfde manier kan aanvaar as gebruikers wat op die sleutelbord tik; slegs die data kom van 'n Arduino Mega.

Die inligting word dan verwerk met soortgelyke gereedskap as data wat deur 'n gebruiker op 'n sleutelbord ingevoer is. In plaas van 'n monitorskerm, het die uitsetstadium van die v2 -beheerder oop versamelaarstransistors vir aflosse en bestuurders vir ander aandrywers.

Die v2 -kontroleerder is vooraf gelaai met al die sagteware wat nodig is om enige van die ingeboude hardeware -komponente te gebruik. Die v2 -beheerder het verder 'n back -end -platform en API wat toegang tot alle hardeware -komponente op afstand moontlik maak, sowel as datalogging, visualisering, waarskuwing en ander verwerkingshulpmiddels.

Kortom, die v2-beheerbord is die fisiese koppelvlak van 'n kragtige, maklik om te gebruik IoT-platform wat maklik is om te gebruik vir enige fisiese toepassing

Stap 14: Die V2 -beheerraad

. Dit was 'n lang pad om hierdie borde te ontwerp en te bou. Ek kan die ervaring deel in 'n latere instruksie. Daar is meer inligting hier

Stap 15: V2 -beheerder PinOut

Stap 16: Spesifikasies vir V2 -beheerder

Stap 17: Platformgereedskap vir V2 -beheerder

Stap 18: Blokdiagram van die V2 -beheerder

Stap 19: Koppel analoog sensors aan die V2 -beheerder

Analoog sensors het oor die algemeen 'n seinpen, 'n grondpen en soms 'n derde kragpen. Die v2 -beheerder sal analoog sensors koppel sonder ekstra hardeware.

Koppel die analoog seinpen aan enige gratis analoog pen op die bord en koppel die onderskeie kragdrade.

As 'n potensiële verdelingsweerstand benodig word, kan u 'n interne sagteware-optrek-een gebruik, of u kan die presisie aan boord oorskakel deur op die onderskeie dipskakelaar te draai.

Stap 20: Koppel digitale sensors aan die V2 -beheerder

Koppel die digitale sensorlyn aan die betrokke digitale pen op die bord en die kragpenne.

As dit nodig is, aktiveer die sagteware-optrekweerstand vir die digitale sensor

Stap 21: Koppel 1-draadsensors aan die V2-beheerder

Sommige sensors het mikrobeheerders waarin rekenaartoestande terugwaardes is as 'n stroom stukkies. 1-draadsensors is tipiese sensors. Die v2 -beheerder het verskillende aan boordbane vir sulke toestelle.

Om 'n 1-draads temperatuursensor aan te sluit, koppel die datasignaallyn aan enige van die digitale lyne met 'n 4k7

parasitiese weerstand, en verbind die kragseine. Skuif die 4k7 -weerstand na die AAN -posisie

Stap 22: Koppel tuinsensors aan die V2 -beheerder

Stap 23: Koppel die 8 basiese sensors aan die V2 -beheerder

Stap 24: Koppel die sensors aan die tuin

Tipiese sensorposisies word getoon.

Stap 25: Oorsig van die gekoppelde tuin

Die 2560 Atmega -mikrobeheerder bestuur die eerste en enigste Arduino -skets wat ek ooit geskryf het. Dit ondersoek die invoerpenne deurlopend vir rou waardes en stuur dit as 'n JSON -string na die reeksuitset.

Stap 26: Seriële rou sensorwaardes

Reekssnare met rou penlesings wat van die mikrobeheerder na die mikrorekenaar gestuur word, word getoon

Stap 27: Geserialiseerde JSON -string

'N Python -skrip op OpenWrt serialiseer die sensorstringe in 'n JSON -voorwerp, voeg ekstra elemente by en stuur die data oor die netwerk na die API

Stap 28: Koppel aan die V2 -beheerder

• Koppel die v2 -beheerder met Ethernet aan u rekenaar
• Gebruik 'n USB -na -ethernet -adapter indien nodig
• Voed die v2 -beheerder met 'n 9vdc -toevoer
• U rekenaar sal deur die v2 -beheerder 'n outomatiese IP -adres 192.168.73.x toewys as dit geaktiveer is vir outomatiese IP -konfigurasie (DHCP aangeskakel)

Stap 29: Tuin -API -topologie

Die tuindata word na die v2 API gestuur vir aanmelding, ontleding, visualisering, waarskuwing en afstandbeheer.

Stap 30: Op afstand toegang tot data met behulp van die Api

'N HTTP -oproep na die api met die regte geloofsbriewe sal die nuutste data terugstuur, soos hieronder getoon

krul

Stap 31: Meld aan by die administrasie -koppelvlak

• Wys u blaaier na
• Gebruikersnaam: root
• Wagwoord: tempV2pwd (of wat dit ook al verander is)

Stap 32: Stel die nuwe toestelnaam in

• Klik op die stelselkiesbalk op 'Stelsel' in die keuselys
• Tik die nuwe toestelnaam in die gasheernaamveld
• Klik op 'Stoor en pas toe'
• Druk die aan/uit -skakelaar af/aan, nuwe gasheernaam tree in werking.

Stap 33: Wifi instel op die V2 -beheerder

• Kies die Wifi -opsie in die menu 'Netwerk'
• Klik in die Wifi -kieslys op die 'Scan' -knoppie

Stap 34: Kies Wifi -netwerk

Kies u wifi -netwerk uit die lys met die 'Join Network' -knoppie

Stap 35: Meld aan by WIFI -netwerk

• Voer die sekuriteitsbewyse vir u netwerk in
• Kies 'Submit' Die status -draadlose ikoon moet blou word en die sterkte van die verbinding aandui
• Klik op 'Stoor en pas toe' om die Wifi -konfigurasie te voltooi

Stap 36: Soek na u toestel

As u netwerkverbinding suksesvol tot stand gebring is, moet u toestel outomaties begin om data na die eksterne API te stuur op

Soek die naam van u toestel in die lys. Bevestig u gasheernaam en WIFI -netwerkopstelling in die administratorkoppelvlak as dit ontbreek.

Stap 37: Rekening- en toestelregistrasie

Teken hier 'n rekening aan

Stuur u gebruikersnaam en toestelnaam na [email protected]

Meld aan nadat u 'n e -pos ontvang het waarin bevestig word dat u toestel aan u toegewys is.

Stap 38: Toestelsensors karteer

Gewoonlik lyk die hardeware van die mikrobeheerder ingewikkeld, want selfs die eenvoudigste sensor benodig elektroniese koppelvlakbane - broodbord, skilde, hoede, kappies, ens.

Sagteware lyk geneig om ingewikkeld te wees, aangesien dit gewoonlik te veel doen - koppelvlaksensorseine, interpreteer die data, stel leesbare waardes voor, neem besluite, neem aksies, ens.

Byvoorbeeld, om 'n termistor (temperatuurafhanklike weerstand) aan 'n analoog pen te koppel, vereis gewoonlik 'n potensiële verdelerkring met 'n polsweerstand wat aan Vcc gekoppel is. 'N Program om hierdie waarde in Celsius te vertoon, sal 'n paar nie-Engelse reëls kode bevat. Die hardeware en sagteware sal ingewikkeld lyk met 8 sensors. Om die penne te verander of nuwe sensors by te voeg, benodig nuwe firmware. Dit word nog ingewikkelder as alles op afstand moet werk.

Die v2 -kontroleerder het ingeboude stroombane om byna elke sensor sonder eksterne komponente te koppel. Die firmware op die v2 -kontroleerder ondersoek alle invoerpenne en gee rou waardes terug. Die rou waardes word veilig na die API gestuur waar dit aan die onderskeie sensors gekarteer word vir visualisering, ontleding, afstandbeheer en waarskuwing.

Die kartering word uitgevoer deur die kj2arduino -biblioteek, wat naadlose uitruil van sensors of penne op die v2 -beheerbord sonder nuwe sagteware of hardeware moontlik maak. U kies u speldnaam en die sensor wat aan die tuin gekoppel is (of fisiese toepassing), soos in die prentjie getoon.

Stap 39: Gegewensde sensorbesonderhede

Nadat 'n sensor gekarteer is, kan u die besonderhede en metadata daarvan verkry deur op die sensortipe te klik.

Hier kan die sensorsoort, eenhede, setpoints, boodskappe, ikone, kennisgewings en die omskakelingskode vir die sensor gespesifiseer word. Die omskakelingskode (bv. Ldr2lumens getoon) is 'n funksie -oproep na kj2arduino -biblioteek. Dit omskakel die ruwe sensorwaardes wat na menslik leesbare data gestuur word vir voorstelling.

Stap 40: Toegeweekte sensorikone

Die gekarteerde sensorwaardes word as dinamiese ikone op die opsie Apparaat -sensor getoon.

Die ikone sal verander op grond van waardes wat opgestel is in die koppelvlak vir sensordetails van die toestel

Stap 41: Tuinanimasie

Die sensorwaardes kan ook gesien word as 'n dinamiese tuinanimasie op die blad Tuinanimasie. Kleure en vorms sal verander op grond van sensor se setpointwaardes.

Stap 42: Gewild

Die toestelsensordata kan ook as grafieke vir trap vertoon word.

Stap 43: Twitter -sensorwaarskuwings

Waarskuwings word gestuur op grond van die toestel, sensorbesonderhede en setpointwaardes.

Stap 44: Smart Controller -komponente

Die meeste komponente is maklik beskikbaar by eBay of Amazon en die meeste variasies. Die v2 -beheerder word voorsien van al die vooraf geïnstalleerde sagteware. U kan die v2 -kontroleerder by my by Kijani Grows kry. As u 'n vloei -skakelaar gebruik, moet u een met 'n lae vloeitempo kry om terugvloei te voorkom.

Stap 45: Koppel netvoedingsladings aan

Hierdie stadium is opsioneel en slegs nodig as u u tuin outonoom of op afstand wil beheer.

Gevaarlike hoë elektriese spanning betrokke. Volg die instruksies op eie risiko

Verbreek die stroom of neutrale verbinding van die kragkabel. Maak dit vas met 'n soldeerbout. Koppel die twee ente van die kragkabel aan die relais Normally Open (NO) -aansluiting. Koppel die las wat aan die een kant van die kragkabel aangedryf moet word, en die ander insetsel in 'n netaansluiting soos hieronder getoon. Skakel die oop kollektortransistor aan om die las via die relais aan te skakel. Herhaal vir die ander ingeskakelde netuitgang

Die IO -penne gaan na die Linux -aansluiting J19 op die v2 -beheerder:

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

Vir die pomp, reservoirpomp, ligte en voeders onderskeidelik. (dit maak regtig nie saak alles is sagteware gekarteer)

Stap 46: 'n Omhulsel

Met 'n potlood, 'n Dremel -gereedskap en 'n boor sny ek alles om in die omhulsels te pas.

U kan dit as die kit Jimmy kry om u lewe makliker te maak.

Stap 47: Begin die Smart Garden

Die kontroleerder werk met enige tuin.

As u een soos myne bou, is al wat u nodig het, filtermedia in die kweekbed en veilige water in die tenk. Die meeste hidroponiese media werk uitstekend; vir die binnentuin gebruik ek liggewig uitgebreide klei.

Koppel die pomp, die binnebelig, die kragkabel. Druk die aan / uit -knoppie in, staan terug … geniet - laat die v2 -beheerder deel word van u ekosisteem.

As alles goed lyk, voeg jou vis by. Ek het ongeveer 12 goudvisse in my tenk. Ek stel voor dat u 'n toetsstel vir die kwaliteit van die watertenk kry om die tuin te monitor terwyl dit biologies siklusse doen.

Ek kweek mikrogroente en spruite deur dit oor die kleimedia uit te saai. Oor die algemeen is my reël met plante wat ek kweek, dat ek dit beter binne die week kan begin eet, of dat hulle beter medisinale eienskappe het.

Stap 48: Dokter beveel 7 porsies vars vrugte of groente aan

Die van my slim tuin is my gunsteling …

Stap 49: Smart Garden Live Links

Hier is 'n paar lewendige skakels na my kantoortuin en ander. Verfris as niks eers laai nie. Wees vriendelik.

tendense -

ikone -

animasie -

waarskuwing -

video -

die v2 -beheerder ondersteun ook video vir tydsverloopstrome

sien ook ndovu, themurphy (die kamera hierbo), stupidsChickenCoop, ecovillage en die ander met openbare toegang.

Tweede prys in die waterwedstryd