V2 Controller - Smart Aquaponics: 49 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Lægen anbefaler, at vi har mindst 7 portioner frisk frugt eller grønt hver dag.

Trin 1: Vandcyklussen

Solens energi driver vandcyklussen, hvor overfladevand på jorden fordamper i skyer, falder som regn og vender tilbage til havet som floder. Bakterier og andre levende organismer nedbryder affald fra havet og landet for at skabe næringsstoffer til planter i nitrogencyklussen. Iltcyklusser, jerncyklusser, svovlcyklusser, mitosecirkler og andre cyklusser udviklede sig med tiden.

Trin 2: Efterligning

Cirkulære systemer er i sig selv bæredygtige. Hvis et sådant system kan producere majestætiske Redwood -skove, så virker et sådant system som en god idé til min have. Efterligner vi genskaber funktionelt et hav, jorden og en vandcyklus ved hjælp af pumper. Mikroorganismer koloniserer starter nitrogencyklussen, og andre cyklusser starter, når systemet modnes.

Trin 3: Menneskelige cykler

Derefter kom mennesker til cyklussen, og deres kærlighed til alt ændrede miljøet. Mennesker påvirker modellen på en lignende måde, fisk er overfodret med kærlighed.

Trin 4: Smart havearbejde

Naturen ser ud til at klare sig bedre med færre interaktioner med mennesker, mennesker synes at have brug for den interaktivitet med naturen. Det virker som et problem, der er velegnet til automatiserede og tilsluttede teknologier. Så elektroniske kredsløb og boolsk algebra passede naturligvis.

Trin 5: Opbygning af en Aquaponics -have

At bygge en bæredygtig have begynder med bæredygtigt design, bæredygtige materialer og bæredygtige processer. Det betyder at reducere vores plastfodaftryk. I dette design kommer træbenene og rammebjælkerne direkte fra et træ, der gør ondt.

Trin 6: Liste over havematerialer

Selvfølgelig er der en pris at betale for det lodrette kornetræ, du ikke skal pådrage dig.

Trin 7: Pond Sheilding Your Garden

Der er mange muligheder for vandtætning af vækstbede. Jeg kan godt lide upcycled materialer og konstrueret tømmer, hvor krydsfiner er en favorit, da det er lavet af finer. I denne instrukser bruger vi Pond Shield, som er en fiskesikker epoxyharpiks.

Påfør gnist på kanterne og eventuelle ru overflader, sand gnisten glat. støvsug eller børst alle støvpartikler væk. Skær glasfiberpladerne i strimler på 2 brede, lange nok til at gå rundt om hver kant inde i vækstbedet. Få din glasfiberstation sammen. Bland 1 kop maling, 1/2 kop hærder, 2/3 kop denatureret alkohol vises

Bland langsomt ved hjælp af en boremaling mixer mixer i mindre end 2 minutter omvendt. Brug en rulle (hæld lidt ad gangen) til at male hjørnerne, fastgør glasfiberet og mal derefter over glasfiberen. Ideen er at mætte glasfiber, så der ikke er luftlommer. Mal resten af vækstsengen, når du er færdig med glasfiber.

Lad det tørre derefter let sand det end 4 timer til tørring, derefter anvende en anden flydende gummi maling lag. De mørkegrønne billeder er efter påføring af 3 lag.

Trin 8: Vanding og dræning

Vandingsrøret er fremstillet af 1/2 "PVC med huller boret under hver 6". Standrøret og afløbsslangen er større ved 1 ". Et 1" skot bruges som kobling. Vi vil gerne holde toppen af sengen tør, så standpipe er 2 "under toppen af vækstbedet.

Trin 9: Modellering

Modellering af vandcyklussens adfærd eller struktur er ikke så let, da det er enorme systemer med mange variabler. De konceptuelle modeller, vi bygger, abstraheres for at skjule komplekse detaljer.

Ved beslutningen om, hvilke sensorer der skal bruges, kan et godt spørgsmål være, hvad der er de mest grundlæggende komponenter i vandcyklussen - en stor mængde vand, jord, energi til at løfte vand til jorden, medier, der mættes til afstrømning og tyngdekraften for vand til vende tilbage til kilden. Dette fastlægger et grundlæggende dataindsamlingsniveau, der kræves i en sådan have, da det er de vigtige processer, der skal overvåges.

Et andet godt spørgsmål kan være, hvad der er grundkomponenterne i nitrogencyklusser.

Trin 10: Grundlæggende Aquaponics Sensorsæt

Det basale sensorsæt kan udvides og bruges til at overvåge og visualisere vandcyklussen og miljøforholdene.

Flowrate Sensor -en Hall -effekt sensor, der bruges til at måle vandets bevægelse fra tanken. Dette overvåger også pumpen for katastrofale fejl eller nedbrydning. Det bruges også til at overvåge vandingsledningerne for blokeringer

1 -tråds temperatur - bruges til at måle vandtemperaturen i fisketanken, omgivende eller medietemperaturer

IR -afstandssensor - en analog sensor, der virker ved at afvise IR -signaler til et objekt. Det bruges til at måle dybden af vand i vækstbedet. Det bruges også til at overvåge vækst- og afløbscyklusser i vækstbedet.

Fotocellesensor - en analog baseret sensor, hvis modstand varierer med lysintensiteten. Det bruges til at måle niveauer fra indendørs belysning eller naturlig belysning

Væskesensor - er en resistiv analog sensor, der bruges til at overvåge, om vand taber gennem lækager.

Flowkontakt - er en digital sensor baseret på en magnetisk rørkontakt. Det plejede at overvåge vækstbedets dræning.

Float switch - er en digital sensor baseret på en magnetisk reed On/Off switch. Det bruges til at sikre, at akvariets vandstand altid er tilstrækkelig.

Trin 11: Linux Serial Console Inputs

Tastaturet og musen er forbundet til den serielle konsol på en Linux -computer for at give brugerne mulighed for at kommunikere med Linux -kernen og applikationer, selv på et lavt niveau.

I stedet for et tastatur og en mus sluttede vi en mikrokontroller til seriel konsolindgang på linux -mikrocomputeren på v2 -controllerkortet.

Dette gør det muligt problemfrit at overføre sensorer og aktuatordata mellem omverdenen og Linux -mikrokontrollerprogrammerne uden behov for særlige Linux -drivere eller konfigurationer.

Konsolindgangen i en Linux -computer er den serielle grænseflade, der bruges af tastaturet/musen til dataindtastning af en menneskelig bruger. Resultaterne vises derefter normalt på en computerskærm.

Trin 12: Seriel grænseflade til V2 -controlleren

V2 -controlleren er et Linux -baseret computerkort med en mikrokontroller forbundet til den serielle konsolindgang i stedet for det traditionelle tastatur. Det betyder, at det kan tage aflæsninger fra sensorer direkte. Outputfasen har forskellige hardwaredrivere til en computerskærm.

Trin 13: Oversigt over V2 -controlleren

V2 -controlleren er en integreret Linux -computer, der har en Atmega 2560 -mikrokontroller forbundet til den serielle konsolindgang. Dette betyder, at det kan acceptere data på samme måde som brugere, der skriver på tastaturet, kun dataene kommer fra en Arduino Mega.

Oplysningerne behandles derefter med lignende værktøjer til data, der er indtastet af en bruger på et tastatur. I stedet for en skærm har outputfasen af v2 -controlleren åbne kollektortransistorer til relæer og drivere til andre aktuatorer.

V2 -controlleren leveres forudinstalleret med al den software, der kræves for at bruge nogen af dens indbyggede hardwarekomponenter. V2 -controlleren har endvidere en backend -platform og API, der giver adgang til alle hardwarekomponenter eksternt samt datalogning, visualisering, advarsel og andre behandlingsværktøjer.

Kort sagt er v2-controllerkortet den fysiske grænseflade til en kraftfuld brugervenlig IOT-platform, der er let at bruge, til enhver fysisk applikation

Trin 14: V2 -controllerkortet

. Det var en lang rejse til at designe og bygge disse plader. Jeg kan dele oplevelsen i en senere instruerbar. Der er mere information her

Trin 15: V2 Controller PinOut

Trin 16: Specifikationer for V2 -controller

Trin 17: V2 Controller -platformværktøjer

Trin 18: V2 -controllerblokdiagram

Trin 19: Tilslutning af analoge sensorer til V2 -controlleren

Analoge sensorer har generelt en signalstift, en jordstift og lejlighedsvis en tredje strømstift. V2 -controlleren har grænseflade til analoge sensorer uden ekstra hardware.

Tilslut den analoge signalpind til en hvilken som helst ledig analog pin på kortet, og tilslut de respektive strømledninger.

Hvis en potentiel skillemodstand er påkrævet, kan du bruge en intern software pull-up en eller du kan skifte præcisionen ombord ved at trykke på den respektive dip-switch.

Trin 20: Tilslutning af digitale sensorer til V2 -controlleren

Tilslut den digitale sensorlinje til den respektive digitale pin på kortet og power pins.

Hvis det er påkrævet, skal du aktivere softwarens pull-up-modstand til den digitale sensor

Trin 21: Tilslutning af 1-trådssensorer til V2-controlleren

Nogle sensorer har mikrokontrollere, som computervilkår er returværdier i som en strøm af bits. 1-leder sensorer er typiske sensorer. V2 -controlleren har forskellige indbyggede kredsløb til sådanne enheder.

For at forbinde f.eks. En 1-tråds temperatursensor skal du forbinde datasignallinjen til en hvilken som helst af digitallinjerne med en 4k7

parasitisk modstand, og tilslut effektsignalerne. Slå 4k7 -modstanden til ON -positionen

Trin 22: Tilslutning af havesensorer til V2 -controlleren

Trin 23: Tilslutning af de 8 grundlæggende sensorer til V2 -controlleren

Trin 24: Tilslutning af sensorerne til haven

Typiske sensorplaceringer vises.

Trin 25: Oversigt over Connected Garden

2560 Atmega -mikrokontrolleren kører den første og eneste Arduino -skitse, jeg nogensinde har skrevet. Det undersøger input -benene kontinuerligt for råværdier og sender disse som en JSON -streng til det serielle output.

Trin 26: Serielle rå sensorværdier

Serielle strenge med rå pin -aflæsninger sendt fra mikrokontrolleren til mikrocomputeren vises

Trin 27: Serialiseret JSON -streng

Et python -script på OpenWrt serialiserer sensorstrengene til et JSON -objekt, tilføjer ekstra elementer og sender dataene over netværket til API'en

Trin 28: Tilslutning til V2 -controlleren

• Brug ethernet til at slutte v2 -controlleren til din computer
• Brug om nødvendigt en USB til ethernet -adapter
• Tænd for v2 -controlleren ved hjælp af en 9vdc -forsyning
• Din computer vil blive tildelt en automatisk IP -adresse 192.168.73.x af v2 -controlleren, hvis den er aktiveret til automatisk IP -konfiguration (DHCP aktiveret)

Trin 29: Have -API -topologi

Havedataene sendes til v2 API til logning, analyse, visualisering, alarm og fjernbetjening.

Trin 30: Fjernadgang til data ved hjælp af Api

Et HTTP -hvileopkald til api'en med korrekte legitimationsoplysninger vil returnere de nyeste data som vist nedenfor

krølle

Trin 31: Log ind på Admin Interface

• Ret din browser til
• Brugernavn: root
• Adgangskode: tempV2pwd (eller hvad det nu blev ændret til)

Trin 32: Konfigurer nyt enhedsnavn

• Klik på 'System' på rullemenuen i systemmenulinjen
• Indtast det nye enhedsnavn i feltet Værtsnavn
• Klik på 'Gem & Anvend'
• Tryk på tænd/sluk -knappen Fra/Til, det nye værtsnavn træder i kraft.

Trin 33: Konfiguration af Wifi på V2 -controlleren

• Vælg Wifi -indstillingen i menuen 'Netværk'
• Klik på knappen 'Scan' i menuen Wifi

Trin 34: Valg af Wifi -netværk

Vælg dit wifi -netværk fra listen ved hjælp af knappen 'Deltag i netværk'

Trin 35: Log ind på WIFI -netværk

• Indtast sikkerhedsoplysningerne for dit netværk
• Vælg 'Send' Det trådløse statusikon skal blive blåt og angive forbindelsens styrke
• Klik på 'Gem & Anvend' for at fuldføre Wifi -konfigurationen

Trin 36: Søgning efter din enhed

Hvis din netværksforbindelse blev oprettet, skulle din enhed automatisk begynde at sende data til den eksterne API på

Søg efter dit enhedsnavn på listen. Hvis det mangler, skal du bekræfte dit værtsnavn og WIFI -netværkskonfiguration i administratorstatusgrænsefladen.

Trin 37: Konto- og enhedsregistrering

Tilmeld dig en konto her

Send dit brugernavn og enhedsnavn til [email protected]

Log ind, når du får en e -mail, der bekræfter, at din enhed blev tildelt dig.

Trin 38: Kortlægning af enhedsfølere

Normalt ser mikro -controller hardware kompliceret ud, fordi selv den enkleste sensor kræver elektroniske interfacekredsløb - brødbræt, skjolde, hatte, kasketter osv.

Software har en tendens til at virke kompliceret, da den normalt gør for meget - grænsefladesensorsignaler, fortolker dataene, præsenterer læsbare værdier, træffer beslutninger, tager handlinger osv.

For eksempel kræver tilslutning af en termistor (temperaturafhængig modstand) til en analog pin normalt et potentielt divider kredsløb med en pullup modstand bundet til Vcc. Et program til visning af denne værdi i Celsius tager nogle ikke-engelske linjer med kode. Hardware og software ser kompliceret ud med 8 sensorer. Ændring af stifterne eller tilføjelse af nye sensorer kræver ny firmware. Dette bliver yderligere kompliceret, hvis alt skal fungere eksternt.

V2 -controlleren har indbygget kredsløb til at tilslutte næsten enhver sensor uden eksterne komponenter. Firmwaren på v2 -controlleren undersøger alle input -benene og returnerer råværdier. Råværdierne sendes sikkert til API'en, hvor de er kortlagt til de respektive sensorer til visualisering, analyse, fjernbetjening og alarm.

Kortlægningen udføres af kj2arduino -biblioteket, som tillader problemfri udveksling af sensorer eller ben på v2 -controllerkortet uden ny software eller hardware. Du vælger dit pin -navn og den sensor, der er forbundet til haven (eller fysisk applikation) som vist på billedet.

Trin 39: Tilknyttede sensordetaljer

Når en sensor er kortlagt, kan du få adgang til dens detaljer og metadata ved at klikke på sensortypen.

Her kan sensortype, enheder, setpunkter, meddelelser, ikoner, meddelelser og konverteringskoden specificeres for sensoren. Konverteringskoden (f.eks. Ldr2lumens vist) er et funktionsopkald til kj2arduino bibliotek. Det konverterer de rå sensorværdier, der sendes til menneskeligt læsbare data til præsentation.

Trin 40: Tilknyttede sensorikoner

De kortlagte sensorværdier vises som dynamiske ikoner under fanen Device Sensor.

Ikonerne ændres baseret på værdier, der er konfigureret i enhedens grænseflade for sensordetaljer

Trin 41: Haveanimation

Sensorværdierne kan også ses som en dynamisk have -animation på fanen Have -animation. Farver og former ændres baseret på sensorens setpunktværdier.

Trin 42: Populær

Enhedens sensordata kan også visualiseres som grafer til trædning.

Trin 43: Twitter Sensor Alerts

Advarsler sendes baseret på enhed, sensordetaljer og setpunktværdier.

Trin 44: Smart Controller -komponenter

De fleste af komponenterne er let tilgængelige fra eBay eller Amazon og de fleste variationer. V2 -controlleren leveres med al software forudinstalleret. Du kan få v2 -controlleren fra mig på Kijani Grows. Hvis du bruger en flowkontakt, får du en med en lav flowhastighed for at undgå tilbageløb.

Trin 45: Tilslutning af netspændingsbelastninger

Denne fase er valgfri og kun nødvendig, hvis du vil styre din have autonomt eller eksternt.

Farlige høje elektriske spændinger involveret. Følg instruktionerne på egen risiko

Afbryd strømførende eller neutral forbindelse fra strømkablet. Tind dette ved hjælp af et loddejern. Tilslut strømkablets to ender til relæerne Normally Open (NO) forbindelse. Tilslut belastningen, der skal strømforsynes, i den ene ende af strømkablet og den anden indsats i en stikkontakt som vist herunder. Tænd for den åbne kollektortransistor for at tænde for belastningen via relæet. Gentag for den anden skiftede netudgang

IO -benene går til Linux -stik J19 på v2 -controlleren:

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

Til henholdsvis pumpe, reservoirpumpe, lys og føder. (det er virkelig ligegyldigt alt er software kortlagt)

Trin 46: En kabinet

Ved hjælp af en blyant, et Dremel -værktøj og en boremaskine skar jeg alt for at passe ind i kabinetterne.

Du kan få dette som sættet Jimmy for at gøre dit liv lettere.

Trin 47: Start Smart Garden

Controlleren fungerer med enhver have.

Hvis du bygger en som min, er alt hvad du behøver at filtrere medier i vækstbedet og fiske sikkert vand i tanken. De fleste hydroponiske medier vil fungere godt, til den indendørs have bruger jeg let ekspanderet ler.

Tilslut pumpen, indendørs belysning, strømkabel. Tryk på tænd / sluk -knappen, stå tilbage … nyd - lad v2 -controlleren blive en del af dit økosystem.

Når alt virker ok, tilføj din fisk. Jeg har omkring 12 guldfisk i min tank. Jeg foreslår, at man får et testkit til vandkvalitets vandkvalitet til at overvåge haven, mens den cykler biologisk.

Jeg dyrker mikrogrønne og spirer ved at udsende dem over lermedierne. Generelt er min regel med planter, jeg dyrker, at jeg bedre kan begynde at spise dem inden for ugen, eller hvis de bedre har nogle medicinske egenskaber.

Trin 48: Lægen anbefaler 7 hjælp af frisk frugt eller grøntsager

.. dem fra min smarte have er mine yndlings …

Trin 49: Smart Garden Live Links

Her er nogle live links til min kontorhave og andre. Opdater, hvis intet indlæses i starten. Vær sød.

tendenser -

ikoner -

animation -

advarsel -

video -

v2 -controlleren understøtter også video til timelapse -streams

se også, ndovu, themurphy (kameraet ovenfor), stupidsChickenCoop, ecovillage og de andre med offentlig adgang.

Anden pris i vandkonkurrencen