Ovládač V2 - inteligentná aquaponika: 49 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Lekár odporúča, aby sme každý deň vypili najmenej 7 porcií čerstvého ovocia alebo zeleniny.

Krok 1: Cyklus vody

Energia Slnka poháňa vodný cyklus, v ktorom sa povrchové vody na Zemi odparujú do mrakov, padajú ako dážď a vracajú sa späť do oceánu ako rieky. Baktérie a iné živé organizmy rozkladajú odpad z oceánu a zeme, aby vytvorili živiny pre rastliny v dusíkovom cykle. Kyslíkové cykly, cykly železa, cykly síry, kruhy mitózy a ďalšie cykly sa vyvíjali s časom.

Krok 2: Mimikry

Kruhové systémy sú vo svojej podstate udržateľné. Ak takýto systém dokáže vytvárať majestátne lesy Redwood, potom sa taký systém javí ako dobrý nápad pre moju záhradu. Napodobňovaním pomocou čerpadiel funkčne obnovujeme kolobeh oceánu, zeme a vody. Kolonizácie mikroorganizmov začínajú cyklus dusíka a ďalšie cykly nastupujú, keď systém dozrieva.

Krok 3: Ľudské cykly

Potom ľudia prišli do cyklu a ich láska k všetkému zmenila prostredie. Ľudia pôsobia na model podobne, ryby sú preplnené láskou.

Krok 4: Inteligentné záhradníctvo

Prírode sa darí lepšie s menším počtom interakcií s ľuďmi, zdá sa, že ľudia túto interaktivitu s prírodou potrebujú. Zdá sa, že ide o problém vhodný pre automatizované a prepojené technológie. Elektronické obvody a boolovská algebra teda boli prirodzené.

Krok 5: Budovanie aquaponickej záhrady

Budovanie udržateľnej záhrady začína udržateľným dizajnom, udržateľnými materiálmi a udržateľnými procesmi. To znamená zníženie našej plastovej stopy. V tomto prevedení drevené nohy a rámové trámy pochádzajú priamo zo stromu, ktorý bolí.

Krok 6: Zoznam záhradných materiálov

Za zvislé drevo, ktoré nemusíte znášať, je samozrejme potrebné zaplatiť.

Krok 7: Rybník, ktorý zveľaďuje vašu záhradu

Existuje mnoho možností na hydroizoláciu pestovateľských záhonov. Mám rád upcyklované materiály a upravené rezivo, pričom obľúbená je preglejka, pretože je vyrobená z dyhy. V tomto návode používame Pond Shield, čo je epoxidová živica bezpečná pre ryby.

Na okraje a akékoľvek drsné povrchy naneste iskru, lesk jemne zabrúste. vysajte alebo odstráňte všetky častice prachu. Listy zo sklenených vlákien nakrájajte na pásy široké 2 palce, dostatočne dlhé, aby obišli každý okraj vo vnútri záhona. Spojte svoju laminátovú stanicu. Zmiešajte 1 šálku farby, 1/2 šálky tužidla, zobrazia sa 2/3 šálky denaturovaného alkoholu

Pomaly miešajte pomocou vŕtačky na miešanie farby menej ako 2 minúty v opačnom poradí. Pomocou valčeka (po troche nalejte) natrite rohy, pripevnite sklolaminát a potom namaľte sklolaminát. Cieľom je nasýtiť sklolaminát, aby neexistovali žiadne vzduchové vrecká. Keď skončíte so sklenenými vláknami, namaľujte zvyšok rastového lôžka.

Nechajte uschnúť a potom jemne pieskujte, než schne 4 hodiny, potom naneste ďalšiu tekutú gumovú farbu. Tmavozelené obrázky sú po aplikácii 3 vrstiev.

Krok 8: Zavlažovanie a odvodnenie

Zavlažovacia hadica je vyrobená z 1/2 "PVC s otvormi vyvŕtanými pod každým 6". Odvodná a drenážna hadica je väčšia pri 1 ". Ako spojka sa používa 1" prepážková súprava. Chceme, aby bola horná časť záhonu suchá, aby bola rúrka umiestnená 2 palce pod hornou časťou záhona.

Krok 9: Modelovanie

Modelovanie správania alebo štruktúry vodného cyklu nie je také jednoduché, pretože ide o obrovské systémy s mnohými premennými. Koncepčné modely, ktoré staviame, sú abstraktné, aby skryli komplexné detaily.

Pri rozhodovaní, ktoré senzory použiť, môže byť dobrou otázkou, aké sú najzákladnejšie súčasti vodného cyklu - veľká vodná plocha, pevnina, energia na zdvihnutie vody do zeme, médiá nasýtené do odtoku a gravitácia vody do vráť sa k zdroju. To ustanovuje základnú úroveň zberu údajov požadovanú v takej záhrade, pretože ide o dôležité procesy, ktoré je potrebné monitorovať.

Ďalšou dobrou otázkou môže byť, aké sú základné zložky dusíkových cyklov.

Krok 10: Základná sada snímačov aquaponiky

Základnú sadu senzorov je možné rozšíriť a používa sa na monitorovanie a vizualizáciu kolobehu vody a podmienok prostredia.

Snímač prietoku -snímač Hallovho efektu slúžiaci na meranie pohybu vody z nádrže. Monitoruje tiež katastrofické zlyhanie alebo degradáciu čerpadla. Používa sa tiež na monitorovanie závadných závlahových vedení

1 -vodičová teplota - slúži na meranie teploty vody v akváriu, teploty okolia alebo médií

IR senzor vzdialenosti - analógový senzor, ktorý funguje tak, že odráža IR signály k objektu. Používa sa na meranie hĺbky vody v rastovom lôžku. Používa sa tiež na monitorovanie cyklov zaplavenia a odtoku porastu.

Snímač fotobuniek - analógový snímač, ktorého odpor sa líši v závislosti od intenzity svetla. Používa sa na meranie úrovní vnútorného osvetlenia alebo prirodzeného osvetlenia

Tekutý senzor - je odporový analógový snímač, ktorý sa používa na sledovanie únikov vody v dôsledku netesností.

Prietokový spínač - je digitálny snímač založený na magnetickom jazýčkovom spínači. Slúžil na monitorovanie drenáže porastového lôžka.

Plavákový spínač - je digitálny senzor založený na magnetickom jazýčkovom vypínači. Slúži na to, aby hladina vody v akváriu bola vždy dostatočná.

Krok 11: Vstupy sériovej konzoly Linux

Klávesnica a myš sú pripojené k sériovej konzole na počítači so systémom Linux, aby používatelia mohli komunikovať s jadrom a aplikáciami Linuxu dokonca aj na nízkej úrovni.

Namiesto klávesnice a myši sme na vstup sériovej konzoly linuxového mikropočítača na doske ovládača v2 pripojili mikrokontrolér.

To umožňuje bezproblémový prenos údajov senzorov a akčných členov medzi vonkajším svetom a aplikáciami mikrokontroléra Linux bez toho, aby boli potrebné akékoľvek špeciálne ovládače alebo konfigurácie systému Linux.

Vstup konzoly v počítači so systémom Linux je sériové rozhranie používané klávesnicou/myšou na zadávanie údajov ľudským používateľom. Výsledky sa potom bežne zobrazujú na obrazovke monitora počítača.

Krok 12: Sériové rozhranie ovládača V2

Ovládač v2 je počítačová doska založená na Linuxe s mikrokontrolérom pripojeným k vstupu sériovej konzoly namiesto tradičnej klávesnice. To znamená, že môže priamo odčítať údaje zo senzorov. Výstupný stupeň má rôzne hardvérové ovládače pre monitor počítača.

Krok 13: Prehľad ovládača V2

Ovládač v2 je vstavaný počítač so systémom Linux, ktorý má k vstupu sériovej konzoly pripojený mikrokontrolér Atmega 2560. To znamená, že môže prijímať údaje podobným spôsobom ako používatelia píšúci na klávesnici, iba údaje pochádzajú z Arduino Mega.

Informácie sú potom spracované podobnými nástrojmi ako údaje zadané používateľom na klávesnici. Namiesto obrazovky monitora má koncový stupeň ovládača v2 otvorené tranzistory kolektora pre relé a budiče pre ostatné akčné členy.

V ovládači v2 je predinštalovaný všetok softvér potrebný na používanie akýchkoľvek jeho integrovaných hardvérových komponentov. Ovládač v2 má ďalej backendovú platformu a API, ktoré umožňujú vzdialený prístup ku všetkým hardvérovým komponentom, ako aj protokolovanie údajov, vizualizáciu, výstrahy a ďalšie nástroje na spracovanie.

Stručne povedané, doska radiča v2 je fyzickým rozhraním k výkonnej, ľahko použiteľnej, plne použiteľnej platforme IoT pre akúkoľvek fyzickú aplikáciu.

Krok 14: Doska ovládača V2

.na návrh a stavbu týchto dosiek bola dlhá cesta. O tieto skúsenosti sa môžem podeliť v neskoršom návode. Tu nájdete ďalšie informácie

Krok 15: PinOut ovládača V2

Krok 16: Špecifikácia ovládača V2

Krok 17: Nástroje platformy V2 Controller

Krok 18: Blokový diagram ovládača V2

Krok 19: Pripojenie analógových snímačov k ovládaču V2

Analógové snímače majú spravidla signálny kolík, uzemňovací kolík a príležitostne aj tretí napájací kolík. Ovládač v2 prepojí analógové snímače bez akéhokoľvek ďalšieho hardvéru.

Pripojte pin analógového signálu k akémukoľvek voľnému analógovému pinu na doske a pripojte príslušné elektrické vedenia.

Ak je požadovaný odpor deliča potenciálu, môžete použiť interný softvérový pull-up alebo môžete presnosť prepnúť na dosku prepnutím príslušného dip spínača.

Krok 20: Pripojenie digitálnych senzorov k ovládaču V2

Pripojte linku digitálneho senzora k akémukoľvek digitálnemu kolíku na doske a napájacím kolíkom.

ak je to potrebné, aktivujte softvérový odpínač digitálneho senzora

Krok 21: Pripojenie 1-vodičových senzorov k ovládaču V2

Niektoré senzory majú mikrokontroléry, v ktorých sú počítačové podmienky návratovými hodnotami ako tok bitov. Typickými snímačmi sú 1-vodičové snímače. Ovládač v2 má pre tieto zariadenia rôzne integrované obvody.

Ak chcete pripojiť povedzme 1-vodičový snímač teploty, pripojte dátový signálny riadok k ľubovoľnému z digitálnych riadkov so 4k7

parazitný odpor a pripojte napájacie signály. Prepnite odpor 4k7 do polohy ON

Krok 22: Pripojenie záhradných senzorov k ovládaču V2

Krok 23: Pripojenie 8 základných senzorov k ovládaču V2

Krok 24: Pripojenie senzorov k záhrade

Zobrazia sa typické umiestnenia senzorov.

Krok 25: Prehľad Connected Garden

Mikrokontrolér 2560 Atmega prevádzkuje prvú a jedinú skicu Arduina, akú som kedy napísal. Neustále zisťuje vstupné piny na surové hodnoty a odosiela ich ako reťazec JSON na sériový výstup.

Krok 26: Sériové hodnoty surového senzora

Sú zobrazené sériové reťazce s údajmi nespracovaných pinov odoslaných z mikrokontroléra do mikropočítača

Krok 27: Serializovaný reťazec JSON

Python skript na OpenWrt serializuje reťazce senzorov do objektu JSON, pripája ďalšie prvky a odosiela údaje cez sieť do rozhrania API.

Krok 28: Pripojenie k ovládaču V2

• Pomocou ethernetu pripojte ovládač v2 k počítaču
• V prípade potreby použite adaptér USB na ethernet
• Napájajte ovládač v2 pomocou napájania 9 V DC
• Váš počítač priradí automatickej adrese IP 192.168.73.x radič v2, ak je povolená automatická konfigurácia IP (povolené DHCP)

Krok 29: Topológia API pre záhradu

Údaje o záhrade sa odosielajú do rozhrania API v2 na protokolovanie, analýzu, vizualizáciu, varovanie a diaľkové ovládanie.

Krok 30: Vzdialený prístup k údajom pomocou rozhrania Api

Volanie HTTP api so správnymi povereniami HTTP vráti najnovšie údaje, ako je uvedené nižšie

zvinutie

Krok 31: Prihláste sa do rozhrania správcu

• Nasmerujte svoj prehliadač na
• Používateľské meno: root
• Heslo: tempV2pwd (alebo čokoľvek, na čo bolo zmenené)

Krok 32: Konfigurujte nový názov zariadenia

• Na paneli s ponukami Systém kliknite v rozbaľovacom zozname na položku „Systém“
• Do poľa Názov hostiteľa zadajte nový názov zariadenia
• Kliknite na „Uložiť a použiť“
• Stlačte vypínač, aby sa nový názov hostiteľa prejavil.

Krok 33: Konfigurácia Wi -Fi na ovládači V2

• V ponuke „Sieť“vyberte možnosť Wifi
• V ponuke Wifi kliknite na tlačidlo „Skenovať“

Krok 34: Výber siete Wi -Fi

Vyberte svoju sieť Wi -Fi zo zoznamu pomocou tlačidla „Pripojiť sa k sieti“

Krok 35: Prihlásenie sa do siete WIFI

• Zadajte poverenia zabezpečenia pre vašu sieť
• Vyberte „Odoslať“Ikona stavu bezdrôtového pripojenia by mala sfarbiť na modro a indikovať intenzitu pripojenia
• Kliknutím na „Uložiť a použiť“dokončíte konfiguráciu siete Wi -Fi

Krok 36: Vyhľadanie zariadenia

Ak bolo vaše sieťové pripojenie úspešne nadviazané, vaše zariadenie by malo automaticky začať odosielať údaje do vzdialeného rozhrania API na adrese

V zozname vyhľadajte názov svojho zariadenia. Ak chýba, potvrďte svoje meno hostiteľa a konfiguráciu siete WIFI v stavovom rozhraní správcu.

Krok 37: Registrácia účtu a zariadenia

Zaregistrujte si účet tu

Pošlite svoje používateľské meno a názov zariadenia na adresu [email protected]

Prihláste sa, keď vám príde e -mail s potvrdením, že vám bolo zariadenie priradené.

Krok 38: Mapovanie senzorov zariadení

Hardvér mikroovládača zvyčajne vyzerá komplikovane, pretože aj ten najjednoduchší senzor vyžaduje obvody elektronického rozhrania - nepájivú dosku, štíty, klobúky, čiapky atď.

Softvér sa zdá byť komplikovaný, pretože zvyčajne robí príliš veľa - signály senzorov rozhrania, interpretácia údajov, zobrazenie čitateľných hodnôt, rozhodovanie, prijímanie opatrení atď.

Napríklad pripojenie termistora (teplotne závislého odporu) k analógovému kolíku zvyčajne vyžaduje obvod deliča potenciálu so sťahovacím odporom viazaným na Vcc. Program na zobrazenie tejto hodnoty v stupňoch Celzia zaberie niekoľko neanglických riadkov kódu. Hardvér a softvér budú s 8 senzormi vyzerať komplikovane. Zmena pinov alebo pridanie nových senzorov bude vyžadovať nový firmvér. Ak všetko musí fungovať na diaľku, je to ešte komplikovanejšie.

Ovládač v2 má vstavané obvody na prepojenie takmer akéhokoľvek senzora bez externých komponentov. Firmvér na ovládači v2 zisťuje všetky vstupné piny a vracia nespracované hodnoty. Surové hodnoty sú bezpečne odoslané do API, kde sú mapované do príslušných senzorov na vizualizáciu, analýzu, diaľkové ovládanie a varovanie.

Mapovanie vykonáva knižnica kj2arduino, ktorá umožňuje bezproblémovú výmenu senzorov alebo pinov na doske ovládača v2 bez nového softvéru alebo hardvéru. Vyberte svoj názov špendlíka a snímač pripojený k záhrade (alebo fyzickej aplikácii), ako je to znázornené na obrázku.

Krok 39: Mapované detaily senzora

Po mapovaní senzora sú jeho podrobnosti a metadáta prístupné kliknutím na typ senzora.

Tu je možné pre senzor špecifikovať typ senzora, jednotky, požadované hodnoty, správy, ikony, oznámenia a konverzný kód. Konverzný kód (napr. Je zobrazený ldr2lumens) je volanie funkcie do knižnice kj2arduino. Konvertuje nespracované hodnoty senzorov odoslané na údaje čitateľné ľuďmi na prezentáciu.

Krok 40: Mapované ikony senzorov

Namapované hodnoty senzora sa zobrazujú ako dynamické ikony na karte Možnosti zariadenia.

Ikony sa zmenia na základe hodnôt nakonfigurovaných v rozhraní podrobností snímača zariadenia

Krok 41: Animácia v záhrade

Hodnoty senzorov je možné vidieť aj ako dynamickú záhradnú animáciu na karte Záhradná animácia. Farby a tvary sa budú meniť na základe hodnôt žiadaných hodnôt senzora.

Krok 42: Trendy

Údaje zo senzora zariadenia je možné tiež vizualizovať ako grafy na šliapanie.

Krok 43: Upozornenia senzora Twitter

Výstrahy sa odosielajú na základe zariadenia, podrobností snímača a hodnôt požadovaných hodnôt.

Krok 44: Komponenty inteligentného ovládača

Väčšina komponentov je ľahko dostupná z eBay alebo Amazon a väčšina variácií. Ovládač v2 sa dodáva so všetkým predinštalovaným softvérom. Ovládač v2 môžete získať odo mňa v Kijani Grows. Ak používate prietokový spínač, kúpte si taký, ktorý má nízky prietok, aby ste sa vyhli spätnému toku.

Krok 45: Pripojenie záťaže sieťového napätia

Táto fáza je voliteľná a je potrebná iba vtedy, ak chcete ovládať svoju záhradu autonómne alebo diaľkovo.

Zapojené nebezpečné vysoké napätie. Postupujte podľa pokynov na vlastné riziko

Prerušte živé alebo neutrálne pripojenie z napájacieho kábla. Cínujte to pomocou spájkovačky. Pripojte dva konce napájacieho kábla k normálnemu rozpojeniu (NO) relé. Pripojte záťaž, ktorá má byť napájaná, na jeden koniec napájacieho kábla a druhý zapojte do elektrickej zásuvky, ako je to znázornené nižšie. Napájajte tranzistor s otvoreným kolektorom a zapnite záťaž cez relé. Opakujte pre ďalší spínaný sieťový výstup

IO piny idú do konektora Linux J19 na ovládači v2:

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

Pre čerpadlo, nádržkové čerpadlo, svetlá a podávač. (skutočne nezáleží na tom, že všetko je mapované softvérom)

Krok 46: Príloha

Ceruzkou, nástrojom Dremel a vŕtačkou som nastrihal všetko tak, aby sa zmestilo do príloh.

Môžete to získať ako stavebnicu Jimmy, aby ste si uľahčili život.

Krok 47: Spustenie inteligentnej záhrady

Ovládač bude fungovať s každou záhradou.

Ak postavíte taký ako ja, budete potrebovať iba filtračné médiá v rastovom lôžku a v nádrži loviť bezpečnú vodu. Väčšina hydroponických médií bude fungovať skvele, pre vnútornú záhradu používam ľahkú expandovanú hlinku.

Pripojte čerpadlo, vnútorné osvetlenie, napájací kábel. Stlačte vypínač, zastavte sa … užívajte si - nech sa ovládač v2 stane súčasťou vášho ekosystému.

Keď je všetko v poriadku, pridajte svoju rybu. V nádrži mám asi 12 zlatých rybiek. Navrhujem zaobstarať si súpravu na testovanie kvality vody v akváriu na monitorovanie biologického cyklu záhrady.

Pestujem mikrogreeny a klíčky ich vysielaním cez hlinené médiá. Vo všeobecnosti u rastlín, ktoré pestujem, platí, že lepšie ich budem môcť začať jesť do týždňa, alebo budú mať lepšie liečivé vlastnosti.

Krok 48: Lekár odporúča 7 porcií čerstvého ovocia alebo zeleniny

.. tie z mojej inteligentnej záhrady sú moje obľúbené …

Krok 49: Odkazy na inteligentnú záhradu naživo

Tu je niekoľko živých odkazov na moju záhradu v kancelárii a ďalšie. Obnovte, ak sa najskôr nič nenačíta. Buď milý.

trendy -

ikony -

animácia -

upozornenie -

video -

radič v2 podporuje aj video pre stávky timelapse

pozri tiež ndovu, themurphy (kamera vyššie), stupidsChickenCoop, ecovillage a ďalšie s verejným prístupom.

Druhá cena vo vodnej súťaži