V2 контролер - Интелигентна аквапоника: 49 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Лекарят препоръчва да имаме поне 7 порции пресни плодове или зеленчуци всеки ден.

Стъпка 1: Водният цикъл

Енергията на Слънцето задвижва водния цикъл, при който повърхностните води на Земята се изпаряват в облаци, падащи като дъжд и се връщат обратно в Океана като реки. Бактериите и другите живи организми разграждат отпадъците от океана и сушата, за да създадат хранителни вещества за растенията в азотния цикъл. Кислородните цикли, железните цикли, циклите на сярата, митозните кръгове и други цикли се развиват с времето.

Стъпка 2: Мимикрия

Кръговите системи по своята същност са устойчиви. Ако такава система може да произведе величествени гори от седловина, тогава такава система изглежда като добра идея за моята градина. Имитирайки функционално пресъздаването на океан, земята и водния цикъл с помощта на помпи. Микроорганизмите колонизират, започват азотния цикъл и други цикли започват с узряването на системата.

Стъпка 3: Човешки цикли

Тогава хората дойдоха в цикъла и любовта им към всичко промени околната среда. Хората влияят на модела по подобен начин, рибите се прехранват с любов.

Стъпка 4: Интелигентно градинарство

Природата изглежда се справя по -добре с по -малко взаимодействия с хората, изглежда хората се нуждаят от тази интерактивност с природата. Изглежда като проблем, подходящ за автоматизирани и свързани технологии. Така че електронните схеми и булевата алгебра са естествени.

Стъпка 5: Изграждане на градина с аквапоника

Изграждането на устойчива градина започва с устойчив дизайн, устойчиви материали и устойчиви процеси. Това означава намаляване на нашия пластмасов отпечатък. При този дизайн дървените крака и гредите на рамката идват направо от дърво, което боли.

Стъпка 6: Списък на градинските материали

Разбира се, има цена, която трябва да платите за вертикалната дървесина, която не е нужно да понасяте.

Стъпка 7: Езерото огражда градината ви

Има много възможности за хидроизолация на легла. Харесва ми рециклирани материали и конструиран дървен материал, като шперплат е любим, тъй като е направен от фурнир. В тези инструкции използваме Pond Shield, който е безопасна за риба епоксидна смола.

Нанесете блясък по ръбовете и всички груби повърхности, изгладете блясъка гладко. почистете с прахосмукачка или почистете всички прахови частици. Нарежете листовете от фибростъкло на ленти с ширина 2,, достатъчно дълги, за да заобиколите всеки ръб във вътрешното легло. Съберете вашата станция от фибростъкло. Смесете 1 чаша боя, 1/2 чаша втвърдител, 2/3 чаша денатуриран алкохол е показано

Смесете бавно с помощта на приставка за миксер за боя за по -малко от 2 минути в обратен ред. С помощта на валяк (изливайте малко наведнъж) боядисвайте ъглите, прикрепете фибростъкло, след което боядисвайте фибростъкло. Идеята е да се насити фибростъкло, така че да няма въздушни джобове. Оцветете останалата част от леглата, когато приключите с фибростъкло.

Оставете да изсъхне, след което леко го шлайфайте след 4 часа, за да изсъхне, след което нанесете друг слой течна гумена боя. Тъмнозелените изображения са след нанасяне на 3 слоя.

Стъпка 8: Напояване и дренаж

Напоителните тръби са изработени от 1/2 "PVC с дупки, пробити отдолу на всеки 6". Стойката и дренажната тръба са по -големи на 1 ". Комплект от 1" преграда се използва като съединител. Искаме да поддържаме горната част на леглото суха, така че тръбата да е 2 "под горната част на растящото легло.

Стъпка 9: Моделиране

Моделирането на поведението или структурата на водния цикъл не е толкова лесно, тъй като това са огромни системи с множество променливи. Концептуалните модели, които изграждаме, са абстрахирани, за да скрият сложни детайли.

При вземането на решение кои сензори да се използват, може да бъде добър въпрос кои са най -основните компоненти във водния цикъл - голямо водно тяло, земя, енергия за издигане на вода към земята, среда, която се насища до оттока и гравитация за водата върнете се към източника. Това установява основно ниво на събиране на данни, необходимо в такава градина, тъй като това са важните процеси, които се нуждаят от мониторинг.

Друг добър въпрос може да бъде кои са основните компоненти на азотните цикли.

Стъпка 10: Основният комплект сензори за аквапоника

Основният сензорен комплект може да бъде разширен и се използва за наблюдение и визуализиране на водния цикъл и условията на околната среда.

Сензор за дебит -сензор за ефект на Хол, използван за измерване на движението на водата от резервоара. Това също така следи помпата за катастрофални повреди или деградации. Използва се и за наблюдение на напоителните линии за запушвания

Температура на 1 проводник - използва се за измерване на температурата на водата в аквариума, околната среда или температурата на средата

IR сензор за разстояние - аналогов сензор, който работи чрез прехвърляне на IR сигнали към обект. Използва се за измерване на дълбочината на водата в леглата. Използва се и за наблюдение на циклите на наводняване и източване на леглата.

Сензор за фотоелементи - аналогов сензор, чието съпротивление варира в зависимост от интензитета на светлината. Използва се за измерване на нива от вътрешно осветление или естествено осветление

Сензор за течност - е резистивен аналогов сензор, използван за наблюдение на загубите на вода чрез течове.

Превключвател на потока - е цифров сензор, базиран на магнитен тръстиков превключвател. Използва се за наблюдение на дренажа на растящото легло.

Поплавъчен превключвател - е цифров сензор, базиран на магнитен превключвател за включване/изключване. Използва се, за да се гарантира, че нивото на водата в аквариума винаги е достатъчно.

Стъпка 11: Входове за серийна конзола на Linux

Клавиатурата и мишката са свързани към серийната конзола на компютър с Linux, за да позволят на потребителите да комуникират с ядрото на Linux и приложенията дори на ниско ниво.

Вместо клавиатура и мишка, ние свързахме микроконтролер към входа на серийната конзола на микрокомпютъра linux на контролната платка v2.

Това позволява безпроблемно предаване на сензори и данни за задвижване между външния свят и приложенията за микроконтролер на Linux, без да са необходими специални драйвери или конфигурации за Linux.

Конзолният вход в компютър с Linux е серийният интерфейс, използван от клавиатурата/мишката за въвеждане на данни от човешки потребител. След това резултатите обикновено се показват на екрана на компютърния монитор.

Стъпка 12: Серийният интерфейс на V2 контролера

Контролерът v2 е базирана на Linux компютърна платка с микроконтролер, свързан към входа на серийната конзола вместо традиционната клавиатура. Това означава, че може да отчита показания директно от сензорите. Изходният етап има различни хардуерни драйвери за компютърен монитор.

Стъпка 13: Преглед на V2 контролера

Контролерът v2 е вграден Linux компютър, който има микроконтролер Atmega 2560, свързан към входа на серийната конзола. Това означава, че може да приема данни по подобен начин на потребителите, които пишат на клавиатурата, само данните идват от Arduino Mega.

След това информацията се обработва с подобни инструменти на данните, въведени от потребител на клавиатура. Вместо екран на монитора, изходният етап на контролера v2 има транзистори с отворен колектор за релета и драйвери за други задвижвания.

Контролерът v2 се доставя с предварително инсталиран софтуер, необходим за използване на някой от неговите хардуерни компоненти. Контролерът v2 освен това има бекенд платформа и API, който позволява достъп до всички хардуерни компоненти от разстояние, както и регистриране на данни, визуализация, предупреждение и други инструменти за обработка.

Накратко, контролната платка v2 е физическият интерфейс към мощна, лесна за използване пълна стекова IoT платформа за всяко физическо приложение

Стъпка 14: Контролната платка V2

. това беше дълъг път към проектирането и изграждането на тези дъски. Мога да споделя опита в по -късна инструкция. Тук има повече информация

Стъпка 15: V2 контролер PinOut

Стъпка 16: Спецификации на V2 контролера

Стъпка 17: Инструменти за платформа на V2 контролер

Стъпка 18: Блокова диаграма на V2 контролера

Стъпка 19: Свързване на аналогови сензори към V2 контролера

Аналоговите сензори обикновено имат сигнален щифт, заземен щифт и от време на време трети трети захранващ щифт. Контролерът v2 ще взаимодейства с аналогови сензори без допълнителен хардуер.

Свържете щифта за аналогов сигнал към всеки свободен аналогов щифт на платката и свържете съответните захранващи линии.

Ако е необходим потенциален резистор на разделител, можете да използвате вътрешен софтуерен издърпващ се или можете да превключите прецизния бордов такъв, като натиснете съответния dip превключвател.

Стъпка 20: Свързване на цифрови сензори към V2 контролера

Свържете линията на цифровия сензор към съответния цифров щифт на платката и захранващите щифтове.

ако е необходимо, активирайте софтуерния изтеглящ резистор за цифровия сензор

Стъпка 21: Свързване на 1-проводни сензори към V2 контролера

Някои сензори имат микроконтролери, при които компютърните условия са връщащи стойности като поток от битове. 1-жичните сензори са типични сензори. Контролерът v2 има различни бордови схеми за такива устройства.

За да свържете, например 1-жичен температурен сензор, свържете линията на сигнала за данни към някоя от цифровите линии с 4k7

паразитен резистор и свържете захранващите сигнали. Преместете резистора 4k7 в положение ON

Стъпка 22: Свързване на градински сензори към V2 контролера

Стъпка 23: Свързване на 8 -те основни сензора към V2 контролера

Стъпка 24: Свързване на сензорите към градината

Показани са типичните местоположения на сензорите.

Стъпка 25: Преглед на свързаната градина

Микроконтролерът 2560 Atmega изпълнява първата и единствена скица на Arduino, която съм писал. Той оглежда входните пинове непрекъснато за необработени стойности и ги изпраща като JSON низ към серийния изход.

Стъпка 26: Серийни необработени сензори

Показани са серийни низове с необработени показания на пина, изпратени от микроконтролера към микрокомпютъра

Стъпка 27: Сериализиран JSON низ

Скрипт на python на OpenWrt сериализира сензорните низове в JSON обект, добавя допълнителни елементи и изпраща данните през мрежата до API

Стъпка 28: Свързване към V2 контролера

• С помощта на ethernet свържете v2 контролера към компютъра
• Използвайте адаптер USB към ethernet, ако е необходимо
• Захранвайте контролера v2, като използвате 9vdc захранване
• Вашият компютър ще получи автоматичен IP адрес 192.168.73.x от контролера v2, ако е активиран за автоматична IP конфигурация (DHCP активиран)

Стъпка 29: Топология на API на градината

Данните за градината се изпращат към v2 API за регистриране, анализ, визуализация, предупреждение и дистанционно управление.

Стъпка 30: Достъп до данни от разстояние чрез Api

Обаждане за HTTP почивка към api с подходящи идентификационни данни ще върне най -новите данни, както е показано по -долу

curl

Стъпка 31: Влезте в администраторския интерфейс

• Насочете браузъра си към
• Потребителско име: root
• Парола: tempV2pwd (или каквото и да е променено)

Стъпка 32: Конфигурирайте ново име на устройство

• В лентата с меню System кликнете върху „System“от падащия списък
• Въведете новото име на устройството в полето Hostname
• Кликнете върху „Запазване и прилагане“
• Натиснете превключвателя за захранване Изкл./Вкл. Ново име на хост влиза в сила.

Стъпка 33: Конфигуриране на Wifi на V2 контролера

• Изберете опцията Wifi от менюто „Мрежа“
• В менюто Wifi кликнете върху бутона „Сканиране“

Стъпка 34: Избор на Wifi мрежа

Изберете вашата wifi мрежа от списъка, като използвате бутона „Присъединяване към мрежата“

Стъпка 35: Влизане в WIFI мрежа

• Въведете идентификационните данни за сигурност за вашата мрежа
• Изберете „Изпращане“Иконата за безжична връзка на състоянието трябва да стане синя и да показва силата на връзката
• Кликнете върху „Запазване и прилагане“, за да завършите конфигурацията на Wifi

Стъпка 36: Търсене на вашето устройство

Ако вашата мрежова връзка е установена успешно, устройството ви трябва автоматично да започне да изпраща данни към отдалечения API на адрес

Потърсете името на вашето устройство в списъка. Ако липсва, потвърдете името на хоста си и конфигурацията на WIFI мрежата в интерфейса на състоянието на администратора.

Стъпка 37: Регистрация на акаунт и устройство

Регистрирайте се за акаунт тук

Изпратете вашето потребителско име и име на устройство на [email protected]

Влезте, след като получите имейл, потвърждаващ, че устройството ви е присвоено.

Стъпка 38: Съпоставяне на сензори на устройства

Обикновено хардуерът на микроконтролера изглежда сложен, защото дори най -простият сензор изисква електронни интерфейсни схеми - макет, щитове, шапки, капачки и т.н.

Софтуерът има тенденция да изглежда сложен, тъй като обикновено прави твърде много - сигнали на сензора на интерфейса, интерпретиране на данните, представяне на читави стойности, вземане на решения, предприемане на действия и т.н.

Например, свързването на термистор (зависим от температурата резистор) към аналогов щифт обикновено изисква потенциална делителна верига с издърпващ резистор, свързан към Vcc. Програма за показване на тази стойност в Целзий ще вземе някои кодове, които не са английски. Хардуерът и софтуерът ще изглеждат сложни с 8 сензора. Смяната на щифтовете или добавянето на нови сензори ще изисква нов фърмуер. Това се усложнява допълнително, ако всичко трябва да работи от разстояние.

Контролерът v2 има вградена схема за свързване на почти всеки сензор без външни компоненти. Фърмуерът на контролера v2 проучва всички входни щифтове и връща необработени стойности. Необработените стойности се изпращат сигурно към API, където се картографират към съответните сензори за визуализация, анализ, дистанционно управление и предупреждение.

Картографирането се извършва от библиотеката kj2arduino, която позволява безпроблемна размяна на сензори или щифтове на контролната платка v2 без нов софтуер или хардуер. Избирате името на своя пин и сензора, свързан с градината (или физическо приложение), както е показано на изображението.

Стъпка 39: Детайли на картографирания сензор

След картографиране на сензор, неговите подробности и метаданни могат да бъдат достъпни, като щракнете върху типа на сензора.

Тук типът сензор, мерните единици, зададените стойности, съобщенията, иконите, известията и кодът за преобразуване могат да бъдат посочени за сензора. Кодът за преобразуване (напр. Показани ldr2lumens) е извикване на функция към библиотеката kj2arduino. Той преобразува необработените стойности на сензора, изпратени в читаеми за хора данни за представяне.

Стъпка 40: Съпоставени сензорни икони

Съпоставените стойности на сензора се показват като динамични икони в опцията раздел Сензор за устройство.

Иконите ще се променят въз основа на стойностите, конфигурирани в интерфейса за подробности за сензора на устройството

Стъпка 41: Анимация в градината

Стойностите на сензора също могат да се разглеждат като динамична градинска анимация в раздела Garden Animation. Цветовете и формите ще се променят в зависимост от стойностите на зададената стойност на сензора.

Стъпка 42: Тенденция

Данните на сензора на устройството могат също да бъдат визуализирани като графики за стъпване.

Стъпка 43: Сигнали за сензори в Twitter

Сигналите се изпращат въз основа на данните за устройството, сензора и стойностите на зададените стойности.

Стъпка 44: Компоненти на интелигентния контролер

Повечето от компонентите са лесно достъпни от eBay или Amazon и повечето варианти. Контролерът v2 идва с предварително инсталиран софтуер. Можете да получите контролера v2 от мен в Kijani Grows. Ако използвате превключвател за дебит, вземете такъв с нисък дебит, за да избегнете обратни потоци.

Стъпка 45: Свързване на товарните мрежи с напрежение

Този етап е по избор и е необходим само ако искате да контролирате градината си автономно или дистанционно.

Включени опасни високи електрически напрежения. Следвайте инструкциите на свой собствен риск

Прекъснете напрежението или неутралната връзка от захранващия кабел. Калайдисайте това с поялник. Свържете двата края на захранващия кабел към релето Нормално отворена (NO) връзка. Свържете товара, който ще се захранва, от единия край на захранващия кабел, а другия вмъкнете в електрически контакт, както е показано по -долу. Захранвайте транзистора с отворен колектор, за да включите товара чрез релето. Повторете за другия включен мрежов изход

IO пиновете отиват към конектора на Linux J19 на контролера v2:

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

За помпата, резервоарната помпа, светлините и захранващото устройство съответно. (наистина няма значение всичко е софтуерно картографирано)

Стъпка 46: Приложение

С помощта на молив, инструмент Dremel и бормашина изрязах всичко, за да се побере в загражденията.

Можете да получите това като комплект Джими, за да улесните живота ви.

Стъпка 47: Стартиране на Smart Garden

Контролерът ще работи с всяка градина.

Ако изграждате такъв като моя, всичко, от което се нуждаете, е филтрираща среда в леглото за отглеждане и безопасна вода за риба в резервоара. Повечето хидропонни среди ще работят чудесно, за вътрешната градина използвам лека експандирана глина.

Свържете помпата, вътрешното осветление, захранващия кабел. Натиснете бутона за захранване, отдръпнете се … насладете се - позволете на v2 контролера да стане част от вашата екосистема.

Когато всичко изглежда наред, добавете рибата си. Имам около 12 златни рибки в резервоара си. Предлагам да вземете комплект за тестване на качеството на водата в аквариума, за да наблюдавате градината, докато тя циклично биологично.

Отглеждам микрозелени и кълнове, като ги излъчвам върху глинестата среда. Като цяло моето правило с растенията, които отглеждам, е по -добре да мога да започна да ги ям в рамките на една седмица, или те по -добре да имат някои лечебни свойства.

Стъпка 48: Лекарят препоръчва 7 порции пресни плодове или зеленчуци

.. тези от моята интелигентна градина са ми любими …

Стъпка 49: Интелигентни градински връзки на живо

Ето някои връзки на живо към офисната ми градина и други. Опреснете, ако първоначално нищо не се зарежда. Бъди любезен.

тенденции -

икони -

анимация -

предупреждение -

видео -

v2 контролерът също поддържа видео за потоци от timelapse

вижте също, ndovu, themurphy (камерата по -горе), stupidChickenCoop, ecovillage и другите с обществен достъп.

Втора награда в конкурса за вода