V2 Controller - Smart Aquaponics: 49 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Läkaren rekommenderar att vi har minst 7 portioner färsk frukt eller grönsaker varje dag.

Steg 1: Vattencykeln

Solens energi driver vattencykeln där ytvatten på jorden förångas till moln, faller som regn och återvänder till havet som floder. Bakterier och andra levande organismer bryter ner avfall från havet och land för att skapa näringsämnen för växter i kvävecykeln. Syre cykler, järn cykler, svavel cykler, mitos cirklar och andra cykler utvecklats med tiden.

Steg 2: Mimik

Cirkulära system är i sig hållbara. Om ett sådant system kan producera majestätiska Redwood -skogar, så verkar ett sådant system som en bra idé för min trädgård. Efterliknande återskapar vi funktionellt ett hav, jorden och en vattencykel med hjälp av pumpar. Mikroorganismer koloniserar startar kvävecykeln och andra cykler sparkar in när systemet mognar.

Steg 3: Mänskliga cykler

Sedan kom människor till kretsloppet och deras kärlek till allt förändrade miljön. Människor påverkar modellen på ett liknande sätt, fisk är överfödda av kärlek.

Steg 4: Smart trädgård

Naturen verkar göra det bättre med färre interaktioner med människor, människor verkar behöva den interaktiviteten med naturen. Det verkar som ett problem som är lämpligt för automatiserad och ansluten teknik. Så elektroniska kretsar och booleska algebra passade naturligt.

Steg 5: Bygga en Aquaponics Garden

Att bygga en hållbar trädgård börjar med hållbar design, hållbara material och hållbara processer. Det innebär att vi minskar vårt plastavtryck. I denna design kommer träbenen och rambjälkarna direkt från ett träd som gör ont.

Steg 6: Lista över trädgårdsmaterial

Naturligtvis finns det ett pris att betala för det vertikala sädesslaget som du inte behöver ådra dig.

Steg 7: Dammskärning i din trädgård

Det finns många möjligheter för vattentätning av odlingsbäddar. Jag gillar uppmjukade material och konstruerat virke med plywood som en favorit eftersom den är tillverkad av faner. I dessa instruktioner använder vi Pond Shield som är ett fiskesäkert epoxiharts.

Applicera gnista på kanterna och eventuella grova ytor, slipa gnistan slät. dammsuga eller borsta bort alla dammpartiklar. Skär glasfiberplåtarna i remsor av 2 ″ breda, tillräckligt långa för att gå runt varje kant inuti odlingsbädden. Få ihop din glasfiberstation. Blanda 1 kopp färg, 1/2 kopp härdare, 2/3 kopp denaturerad alkohol visas

Blanda långsamt med en borrfärgblandare i mindre än 2 minuter i omvänd ordning. Använd en rulle (häll lite i taget) måla hörnen, fäst glasfibern och måla sedan över glasfibern. Tanken är att mätta glasfiber så att det inte finns några luftfickor. Måla resten av odlingsbädden när du är klar med glasfiber.

Låt det torka och slipa det sedan lättare än 4 timmar för att torka, applicera sedan ytterligare en flytande gummifärg. De mörkgröna bilderna är efter applicering av 3 lager.

Steg 8: Bevattning och dränering

Bevattningsslangen är tillverkad av 1/2 "PVC med hål borrade under var 6: e". Ståndröret och dräneringsröret är större vid 1 ". Ett 1" skott kit används som koppling. Vi vill hålla toppen av sängen torr så att ställröret är 2 "under toppen av odlingsbädden.

Steg 9: Modellering

Att modellera beteendet eller strukturen för vattencykeln är inte lika lätt eftersom det är enorma system med många variabler. De konceptuella modellerna vi bygger är abstrakta för att dölja komplexa detaljer.

När man bestämmer vilka sensorer som ska användas kan en bra fråga vara, vilka är de mest grundläggande komponenterna i vattencykeln - en stor vattenmassa, mark, energi för att lyfta vatten till marken, media som mättas till avrinning och gravitation för vatten till återgå till källan. Detta fastställer en grundläggande nivå av datainsamling som krävs i en sådan trädgård eftersom det är de viktiga processerna som behöver övervakas.

En annan bra fråga kan vara vad som är grundkomponenterna i kvävecyklerna.

Steg 10: Basic Aquaponics Sensor Set

Den grundläggande sensoruppsättningen kan förlängas och används för att övervaka och visualisera vattencykeln och miljöförhållandena.

Flödeshastighetssensor -en hall -effektsensor som används för att mäta rörelsen av vatten från tanken. Detta övervakar också pumpen för katastrofalt fel eller nedbrytning. Det används också för att övervaka bevattningsledningarna för blockeringar

1 -tråds temperatur - används för att mäta vattentemperaturen i fiskbehållaren, omgivande eller medietemperaturer

IR -avståndssensor - en analog sensor som fungerar genom att studsa IR -signaler till ett objekt. Det används för att mäta djupet av vattnet i odlingsbädden. Det används också för att övervaka växtsängens översvämnings- och dräneringscykler.

Fotocellssensor - en analog baserad sensor vars motstånd varierar med ljusintensiteten. Den används för att mäta nivåer från inomhusbelysning eller naturlig belysning

Vätskesensor - är en resistiv analog sensor som används för att övervaka om vatten tappar genom läckage.

Flödesbrytare - är en digital sensor baserad på en magnetisk vassströmbrytare. Det brukade övervaka växtbäddens dränering.

Float switch - är en digital sensor baserad på en magnetisk Reed On/Off switch. Den används för att säkerställa att vattentanken i fisktanken alltid är tillräcklig.

Steg 11: Linux Serial Console -ingångar

Tangentbordet och musen är anslutna till seriekonsolen på en Linux -dator för att låta användare kommunicera med Linux -kärnan och applikationer även på en låg nivå.

I stället för ett tangentbord och en mus, anslöt vi en mikrokontroller till seriekonsolingången på linuxmikrodatorn på v2 -styrkortet.

Detta tillåter överföring av sensorer och ställdonsdata mellan omvärlden och Linux -mikrokontrollerapplikationerna utan att behöva några speciella Linux -drivrutiner eller konfigurationer.

Konsolinmatningen i en Linux -dator är det seriella gränssnittet som används av tangentbordet/musen för datainmatning av en mänsklig användare. Resultaten visas då normalt på en datorskärm.

Steg 12: Seriellt gränssnitt för V2 -styrenheten

V2 -styrenheten är ett Linux -baserat datorkort med en mikrokontroller ansluten till seriekonsolens ingång istället för det traditionella tangentbordet. Det betyder att den kan ta avläsningar från sensorer direkt. Utgångssteget har olika maskinvarudrivrutiner för en datorskärm.

Steg 13: Översikt över V2 -styrenheten

V2 -styrenheten är en inbäddad Linux -dator som har en Atmega 2560 -mikrokontroller ansluten till seriekonsolens ingång. Det betyder att den kan acceptera data på ett liknande sätt som användare som skriver på tangentbordet, bara data kommer från en Arduino Mega.

Informationen bearbetas sedan med liknande verktyg som data som matas in av en användare på ett tangentbord. I stället för en bildskärm har utgångssteget för v2 -styrenheten öppna kollektortransistorer för reläer och drivrutiner för andra ställdon.

V2 -styrenheten levereras förinstallerad med all programvara som krävs för att använda någon av dess inbyggda hårdvarukomponenter. V2 -styrenheten har vidare en backend -plattform och API som tillåter åtkomst till alla hårdvarukomponenter på distans samt dataloggning, visualisering, varning och andra bearbetningsverktyg.

Kort sagt, v2-styrkortet är det fysiska gränssnittet till en kraftfull lättanvänd IoT-plattform med full stack för alla fysiska applikationer

Steg 14: V2 -styrkortet

. Det var en lång resa för att designa och bygga dessa brädor. Jag kan dela erfarenheten i en senare instruerbar. Det finns mer information här

Steg 15: V2 Controller PinOut

Steg 16: Specifikationer för V2 -styrenhet

Steg 17: Plattformsverktyg för V2 -kontroller

Steg 18: Blockdiagram för V2 -kontroller

Steg 19: Ansluta analoga sensorer till V2 -styrenheten

Analoga sensorer har i allmänhet en signalstift, en jordstift och ibland en tredje strömstift. V2 -styrenheten kommer att ansluta analoga sensorer utan extra hårdvara.

Anslut den analoga signalstiftet till valfri ledig analog stift på kortet och anslut respektive kraftledningar.

Om ett potentiellt avdelningsmotstånd krävs kan du använda en intern programvaruuppdragare eller så kan du ändra precisionen ombord genom att trycka på respektive dip-omkopplare.

Steg 20: Anslutning av digitala sensorer till V2 -styrenheten

Anslut den digitala sensorlinjen till respektive digital stift på kortet och strömstiften.

aktivera programvaruuppdragningsmotståndet för den digitala sensorn om det behövs

Steg 21: Ansluta 1-trådssensorer till V2-styrenheten

Vissa sensorer har mikrokontroller som datorförhållanden är returvärden i som en ström av bitar. 1-trådssensorer är typiska sensorer. V2 -styrenheten har olika inbyggda kretsar för sådana enheter.

För att ansluta en 1-tråds temperaturgivare, anslut datasignallinjen till någon av digitallinjerna med en 4k7

parasitmotstånd och anslut kraftsignalerna. Vrid motståndet 4k7 till ON -läget

Steg 22: Anslutning av trädgårdssensorer till V2 -styrenheten

Steg 23: Anslutning av de 8 grundsensorerna till V2 -styrenheten

Steg 24: Anslut sensorerna till trädgården

Typiska sensorplatser visas.

Steg 25: Översikt över ansluten trädgård

2560 Atmega -mikrokontrollern kör den första och enda Arduino -skissen jag någonsin har skrivit. Den undersöker ingångsstiften kontinuerligt för råvärden och skickar dessa som en JSON -sträng till den seriella utmatningen.

Steg 26: Serial Raw Sensor Values

Seriella strängar med råa stiftavläsningar som skickas från mikrokontrollern till mikrodatorn visas

Steg 27: Serialiserad JSON -sträng

Ett python -skript på OpenWrt serialiserar sensorsträngarna till ett JSON -objekt, lägger till extra element och skickar data över nätverket till API: et

Steg 28: Anslutning till V2 -styrenheten

• Anslut v2 -styrenheten till din dator med ethernet
• Använd en USB -till -Ethernet -adapter om det behövs
• Driv v2 -styrenheten med en 9vdc -strömförsörjning
• Din dator tilldelas en automatisk IP -adress 192.168.73.x av v2 -styrenheten om den är aktiverad för automatisk IP -konfiguration (DHCP aktiverad)

Steg 29: Garden API Topology

Trädgårdsdata skickas till v2 API för loggning, analys, visualisering, varning och fjärrkontroll.

Steg 30: Fjärråtkomst till data med hjälp av Api

Ett HTTP -restanrop till API: et med korrekta referenser returnerar de senaste uppgifterna enligt nedan

curl

Steg 31: Logga in på administratörsgränssnittet

• Rikta din webbläsare till
• Användarnamn: root
• Lösenord: tempV2pwd (eller vad det ändrades till)

Steg 32: Konfigurera nytt enhetsnamn

• Klicka på "System" i rullgardinsmenyn i systemmenyraden
• Skriv in det nya enhetsnamnet i fältet Värdnamn
• Klicka på "Spara och använd"
• Tryck på strömbrytaren Av/På nytt värdnamn träder i kraft.

Steg 33: Konfigurera Wifi på V2 -kontrollen

• Välj alternativet Wifi från menyn "Nätverk"
• Klicka på knappen "Skanna" på menyn Wifi

Steg 34: Välja Wifi -nätverk

Välj ditt wifi -nätverk från listan med knappen "Gå med i nätverk"

Steg 35: Logga in i WIFI -nätverk

• Ange säkerhetsuppgifterna för ditt nätverk
• Välj "Skicka" Den trådlösa statusikonen ska bli blå och ange anslutningens styrka
• Klicka på "Spara och använd" för att slutföra Wifi -konfigurationen

Steg 36: Söka efter din enhet

Om din nätverksanslutning upprättades framgångsrikt bör din enhet automatiskt börja skicka data till fjärr -API: et på

Sök efter enhetsnamnet i listan. Om det saknas bekräftar du ditt värdnamn och WIFI -nätverkets konfiguration i administratörsstatusgränssnittet.

Steg 37: Konto- och enhetsregistrering

Registrera dig för ett konto här

Skicka ditt användarnamn och enhetsnamn till [email protected]

Logga in när du får ett e -postmeddelande som bekräftar att din enhet har tilldelats dig.

Steg 38: Kartlägga enhetssensorer

Normalt ser mikrostyrenhetens hårdvara komplicerad ut eftersom även den enklaste sensorn kräver elektroniska gränssnittskretsar - brödbräda, sköldar, hattar, kepsar etc.

Programvara tenderar att verka komplicerat eftersom det vanligtvis gör för mycket - gränssnittssensorsignaler, tolka data, presentera läsbara värden, fatta beslut, vidta åtgärder etc.

Till exempel kräver anslutning av en termistor (temperaturberoende motstånd) till en analog stift vanligtvis en potentiell avdelningskrets med ett pullup -motstånd kopplat till Vcc. Ett program för att visa detta värde i Celsius tar några icke-engelska kodrader. Hårdvaran och programvaran kommer att se komplicerad ut med 8 sensorer. För att byta stiften eller lägga till nya sensorer krävs ny firmware. Detta blir ytterligare komplicerat om allt måste fungera på distans.

V2 -styrenheten har inbyggda kretsar för att ansluta nästan alla sensorer utan externa komponenter. Firmware på v2 -styrenheten undersöker alla ingångsstiften och returnerar råvärden. Råvärdena skickas säkert till API: et där de mappas till respektive sensorer för visualisering, analys, fjärrkontroll och varning.

Kartläggningen görs av kj2arduino -biblioteket som möjliggör sömlös utbyte av sensorer eller stift på v2 -styrkortet utan ny programvara eller hårdvara. Du väljer ditt pin -namn och sensorn som är ansluten till trädgården (eller fysisk applikation) enligt bilden.

Steg 39: Mappad sensorinformation

Efter att en sensor har kartlagts kan du komma åt dess detaljer och metadata genom att klicka på sensortypen.

Här kan sensortyp, enheter, börvärden, meddelanden, ikoner, meddelanden och konverteringskoden specificeras för sensorn. Konverteringskoden (t.ex. ldr2lumens visas) är ett funktionsanrop till kj2arduino -biblioteket. Den konverterar de råa sensorvärdena som skickas till mänskligt läsbara data för presentation.

Steg 40: Kartade sensorikoner

De mappade sensorvärdena visas som dynamiska ikoner på fliken Alternativ för enhetssensor.

Ikonerna ändras baserat på värden som konfigurerats i enhetens sensordetaljgränssnitt

Steg 41: Trädgårdsanimering

Sensorvärdena kan också ses som en dynamisk trädgårdsanimation på fliken Trädgårdsanimering. Färger och former ändras baserat på sensorns börvärden.

Steg 42: Populärt

Enhetssensordata kan också visualiseras som diagram för trampning.

Steg 43: Twitter Sensor Alerts

Varningar skickas baserat på enhet, sensordetaljer och börvärden.

Steg 44: Smart Controller -komponenter

De flesta komponenterna är lätt tillgängliga från eBay eller Amazon och de flesta variationer. V2 -kontrollen levereras med all programvara förinstallerad. Du kan få v2 -controller från mig på Kijani Grows. Om du använder en flödesbrytare, skaffa en med låg flödeshastighet för att undvika bakflöden.

Steg 45: Anslutning av nätspänningsbelastningar

Denna etapp är valfri och bara nödvändig om du vill styra din trädgård autonomt eller på distans.

Farliga höga elektriska spänningar inblandade. Följ instruktionerna på egen risk

Bryt strömförsörjningen eller den neutrala anslutningen från strömkabeln. Tenn detta med ett lödkolv. Anslut strömkabelns två ändar till reläerna Normally Open (NO) -anslutning. Anslut lasten som ska drivas på ena änden av strömkabeln och den andra insatsen till ett eluttag enligt nedan. Driv den öppna kollektortransistorn för att sätta på lasten via reläet. Upprepa för den andra omkopplade nätutgången

IO -stiften går till Linux -kontakten J19 på v2 -kontrollen:

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

För pump, reservoarpump, lampor respektive matare. (det spelar egentligen ingen roll allt är programvarukartat)

Steg 46: En bilaga

Med en penna, ett Dremel -verktyg och en borr skär jag allt för att passa in i höljena.

Du kan få detta som kit Jimmy för att göra ditt liv enklare.

Steg 47: Starta Smart Garden

Kontrollenheten fungerar med vilken trädgård som helst.

Om du bygger en som min behöver du bara filtrera media i odlingsbädden och fiska säkert vatten i tanken. De flesta hydroponiska medier kommer att fungera bra, för inomhusträdgården använder jag lätt expanderad lera.

Anslut pumpen, inomhusbelysning, strömkabel. Tryck på strömbrytaren, stå tillbaka … njut - låt v2 -styrenheten bli en del av ditt ekosystem.

När allt verkar ok, lägg till din fisk. Jag har cirka 12 guldfiskar i min tank. Jag föreslår att du skaffar ett testkit för vattentank för vatten för att övervaka trädgården när den cyklar biologiskt.

Jag odlar mikrogröna och groddar genom att sända dem över lermedierna. I allmänhet är min regel med växter jag odlar att jag bättre kan börja äta dem inom veckan eller att de bättre har några medicinska egenskaper.

Steg 48: Läkaren rekommenderar 7 stycken färsk frukt eller grönsaker

.. de från min smarta trädgård är mina favorit …

Steg 49: Smart Garden Live Links

Här är några levande länkar till min kontorträdgård och andra. Uppdatera om ingenting laddas först. Var snäll.

trender -

ikoner -

animation -

varning -

video -

v2 -styrenheten stöder också video för timelapse -strömmar

se också, ndovu, themurphy (kameran ovan), stupidsChickenCoop, ecovillage och de andra med allmänhetens tillgång.

Andra pris i vattentävlingen