בקר V2 - Aquaponics חכם: 49 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

הרופא ממליץ שיש לנו לפחות 7 מנות של פירות או ירקות טריים בכל יום.

שלב 1: מחזור המים

אנרגיית השמש מפעילה את מחזור המים שבו מי השטח על פני כדור הארץ מתאדים לעננים, יורדים כגשם וחוזרים לאוקיינוס כנהרות. חיידקים ואורגניזמים חיים אחרים מפרקים פסולת מהאוקיינוס ומהאדמה ליצירת חומרים מזינים לצמחים במחזור החנקן. מחזורי חמצן, מחזורי ברזל, מחזורי גופרית, מעגלי מיטוזה ומחזורים אחרים התפתחו עם הזמן.

שלב 2: חיקוי

מערכות מעגליות הן מטבען קיימות. אם מערכת כזו יכולה לייצר יערות אדום אדומים, מערכת כזו נראית כמו רעיון טוב לגינה שלי. מחקה אנו יוצרים באופן פונקציונלי אוקיינוס, כדור הארץ ומחזור מים באמצעות משאבות. מיקרואורגניזמים מתיישבים מתחילים את מחזור החנקן ומחזורים אחרים בועטים כשהמערכת מתבגרת.

שלב 3: מחזורי אנוש

ואז בני האדם הגיעו למחזור ואהבתם לכל דבר שינתה את הסביבה. בני אדם משפיעים על המודל בצורה דומה, דגים מתמלאים באהבה.

שלב 4: גינון חכם

נראה שהטבע מצליח יותר עם פחות אינטראקציות עם בני אדם, נראה שבני אדם זקוקים לאינטראקטיביות הזו עם הטבע. זה נראה כמו בעיה המתאימה לטכנולוגיות אוטומטיות ומחוברות. אז מעגלים אלקטרוניים ואלגברה בוליאנית היו התאמה טבעית.

שלב 5: בניית גן אקוופוניקס

בניית גינה בת קיימא מתחילה בעיצוב בר קיימא, חומרים בני קיימא ותהליכים בני קיימא. המשמעות היא צמצום טביעת הרגל הפלסטית שלנו. בעיצוב זה, רגלי העץ וקורות המסגרת מגיעים היישר מעץ, כואב.

שלב 6: רשימת חומרי גינה

כמובן שיש מחיר לשלם עבור עץ הדגנים האנכיים שאינך צריך לקחת.

שלב 7: בריכת בריכה של הגינה שלך

ישנן אפשרויות רבות לאיטום מיטות גידול. אני אוהב חומרים ממוחזרים ועץ מהונדס כשהדיקט מועדף מכיוון שהוא עשוי פורניר. במדריך זה אנו משתמשים במגן הבריכה שהוא שרף אפוקסי בטוח לדגים.

מרחו ניצוץ על הקצוות ועל כל משטחים גסים, חולו את הניצוץ חלק. לשאוב אבק או להבריש את כל חלקיקי האבק. חותכים את יריעות הפיברגלס לרצועות ברוחב 2 אינץ ', ארוכות מספיק כדי להקיף כל קצה בתוך מיטת הגידול. חבר את תחנת הזכוכית שלך. מערבבים 1 כוס צבע, 1/2 כוס מקשה, 2/3 כוס אלכוהול מפואר מוצג

מערבבים לאט בעזרת קובץ מצורף של מערבל צבע למשך פחות מ -2 דקות הפוך. בעזרת גליל (יוצקים מעט בכל פעם) צובעים את הפינות, מצמידים את הפיברגלס ואז צובעים מעל הפיברגלס. הרעיון הוא להרוות את הפיברגלס כך שלא יהיו כיסי אוויר. צייר את שאר מיטת הגידול כשתסיים עם הפיברגלס.

תן לו להתייבש ואז שיפשף אותו קלות מ -4 שעות לייבוש, ולאחר מכן מרחי עוד שכבת צבע גומי נוזלית. התמונות הירוקות הכהות הן לאחר יישום של 3 שכבות.

שלב 8: השקיה וניקוז

צינורות ההשקיה עשויים מ- 1/2 "PVC עם חורים קדוחים מתחת לכל 6". צינור המעמד וצינור הניקוז גדול יותר בגודל 1 ". ערכת מחסה 1" משמשת כצימוד. אנחנו רוצים לשמור על החלק העליון של המיטה יבש כך שהצינור עומד 2 אינץ 'מתחת לחלק העליון של מיטת הגידול.

שלב 9: דוגמנות

מודל ההתנהגות או המבנה של מחזור המים אינו קל שכן מדובר במערכות עצומות עם משתנים רבים. המודלים הרעיוניים שאנו בונים מופשטים כדי להסתיר פרטים מורכבים.

בהחלטה באילו חיישנים להשתמש, יכולה להיות שאלה טובה, מהם המרכיבים הבסיסיים ביותר במעגל המים - גוף מים גדול, קרקע, אנרגיה להעלאת מים אל היבשה, אמצעי התקשורת הרוויה עד נגר וכוח המשיכה למים לחזור למקור. זה קובע רמה בסיסית של איסוף נתונים הנדרש בגינה כזאת מכיוון שאלו התהליכים החשובים הדורשים ניטור.

שאלה טובה נוספת עשויה להיות מה הם המרכיבים הבסיסיים של מחזורי החנקן.

שלב 10: ערכת החיישן הבסיסית של Aquaponics

ניתן להרחיב את מערך החיישנים הבסיסי ומשמש לניטור ודמיון של מחזור המים והתנאים הסביבתיים.

חיישן קצב זרימה -חיישן אפקט אולם המשמש למדידת תנועת המים מהמיכל. זה גם עוקב אחר המשאבה לכישלון או השפלה קטסטרופלית. הוא משמש גם למעקב אחר קווי ההשקיה לחסימות

טמפרטורת חוט אחד - משמש למדידת טמפרטורת המים במיכל הדגים, טמפרטורות סביבה או מדיה

חיישן מרחק IR - חיישן אנלוגי הפועל על ידי החזרת אותות IR לאובייקט. הוא משמש למדידת עומק המים במיטת הגידול. הוא משמש גם למעקב אחר מחזורי הצפה וניקוז ערוגות הגדילה.

חיישן תאים - חיישן מבוסס אנלוגי שעמידותו משתנה עם עוצמת האור. הוא משמש למדידת רמות מתאורה פנימית או תאורה טבעית

חיישן נוזלי - הוא חיישן אנלוגי התנגדות המשמש לניטור אם מים מפסידים באמצעות דליפות.

מתג זרימה - הוא חיישן דיגיטלי המבוסס על מתג קנה מגנטי. הוא נהג לפקח על ניקוז מיטת הגידול.

מתג צף - הוא חיישן דיגיטלי המבוסס על מתג הפעלה/כיבוי של קנה מגנטי. הוא משמש כדי להבטיח שמפלס מיכל הדגים תמיד יהיה מספיק.

שלב 11: קלט מסוף סידורי של Linux

המקלדת והעכבר מחוברים לקונסולה הטורית במחשב לינוקס כדי לאפשר למשתמשים לתקשר עם הגרעין והיישומים של לינוקס אפילו ברמה נמוכה.

במקום מקלדת ועכבר, חיברנו מיקרו -בקר לכניסת הקונסולה הטורית של מחשב המיקרו -לינוקס בלוח הבקר v2.

זה מאפשר העברת חיישנים ונתוני מפעילים בין העולם החיצוני ובין יישומי המיקרו -בקר של לינוקס בצורה חלקה ללא צורך במנהלי התקן או תצורות מיוחדות של Linux.

קלט הקונסולה במחשב לינוקס הוא הממשק הטורי המשמש את המקלדת/העכבר להזנת נתונים על ידי משתמש אנושי. התוצאות מוצגות בדרך כלל על מסך צג המחשב.

שלב 12: ממשק סידורי של בקר V2

בקר v2 הוא לוח מחשב מבוסס לינוקס עם מיקרו -בקר המחובר לקלט המסוף הטורי במקום המקלדת המסורתית. המשמעות היא שהוא יכול לבצע קריאות ישירות מחיישנים. שלב הפלט כולל מנהלי התקני חומרה שונים עבור צג מחשב.

שלב 13: סקירת בקר V2

בקר ה- v2 הוא מחשב לינוקס מוטבע בעל מיקרו -בקר Atmega 2560 המחובר לקלט המסוף הטורי. המשמעות היא שהוא יכול לקבל נתונים באופן דומה למשתמשים שמקלידים במקלדת, רק הנתונים מגיעים מ- Arduino Mega.

המידע מעובד לאחר מכן בכלים דומים לנתונים שהוזן על ידי משתמש במקלדת. במקום מסך צג, שלב הפלט של בקר ה- v2 כולל טרנזיסטורים אספנים פתוחים עבור ממסרים ומנהגים עבור מפעילים אחרים.

בקר ה- v2 מגיע טעון מראש עם כל התוכנות הנדרשות לשימוש בכל אחד מרכיבי החומרה המשולבים שלו. לבקר v2 יש גם פלטפורמת backend וממשק API המאפשר גישה לכל רכיבי החומרה מרחוק וכן לרישום נתונים, הדמיה, התראה וכלי עיבוד אחרים.

בקיצור, לוח הבקר v2 הוא הממשק הפיזי לפלטפורמת IoT בעלת ערימה מלאה וקלה לשימוש לכל יישום פיזי.

שלב 14: לוח הבקר V2

.זה היה מסע ארוך לעיצוב ולבניית לוחות אלה. אני יכול לשתף את החוויה בהוראה מאוחרת יותר. יש כאן מידע נוסף

שלב 15: PinOut בקר V2

שלב 16: מפרטי בקר V2

שלב 17: כלי פלטפורמת בקר V2

שלב 18: תרשים בלוק בקר V2

שלב 19: חיבור חיישנים אנלוגיים לבקר V2

לחיישנים אנלוגיים יש בדרך כלל סיכת אות, סיכת הארקה ומדי פעם סיכת חשמל שלישית. בקר v2 ימשק חיישנים אנלוגיים ללא חומרה נוספת.

חבר את סיכת האות האנלוגי לכל פין אנלוגי בחינם בלוח וחבר את קווי המתח המתאימים.

אם נדרש נגד מחלק פוטנציאלי, אתה יכול להשתמש במתקן תוכנה פנימי או שאתה יכול להחליף את הדיוק על הסיפון על ידי לחיצה על מתג הטבילה המתאים.

שלב 20: חיבור חיישנים דיגיטליים לבקר V2

חבר את קו החיישנים הדיגיטליים לכל סיכה דיגיטלית בהתאמה בלוח ולפיני החשמל.

אם זה נחוץ, הפעל את הנגד משיכה של התוכנה עבור החיישן הדיגיטלי

שלב 21: חיבור חיישנים חד-חוטיים לבקר V2

לחיישנים מסוימים יש בקרי מיקרו שתנאי המחשב הם ערכי החזרה בתור זרם ביטים. חיישנים חד-תיליים הם חיישנים אופייניים. לבקר v2 יש מעגלים משולבים שונים עבור מכשירים כאלה.

כדי לחבר נגיד חיישן טמפרטורה בעל חוט אחד, חבר את קו אות הנתונים לכל אחד מקווי הדיגיטלים עם 4k7

הנגד הטפילי, וחבר את אותות ההספק. העבר את הנגד 4k7 למצב ON

שלב 22: חיבור חיישני גן לבקר V2

שלב 23: חיבור 8 חיישני הבסיס לבקר V2

שלב 24: חיבור החיישנים לגן

מוצגים מיקומי חיישן אופייניים.

שלב 25: סקירת גינה מחוברת

מיקרו בקר Atmega 2560 מריץ את המערכון הראשון והיחיד של Arduino שכתבתי אי פעם. הוא בוחן את סיכות הקלט ברציפות לערכים גולמיים ושולח אותן כמחרוזת JSON לפלט הטורי.

שלב 26: ערכי חיישן גלם סדרתי

מוצגים מחרוזות סדרתיות עם קריאות סיכה גולמיות שנשלחו מהמיקרו -בקר למחשב המיקרו

שלב 27: מחרוזת JSON מסודרת

סקריפט פייתון ב- OpenWrt מסדר את מחרוזות החיישנים לאובייקט JSON, מצרף אלמנטים נוספים ושולח את הנתונים דרך הרשת אל ה- API

שלב 28: חיבור לבקר V2

• באמצעות Ethernet, חבר את בקר ה- v2 למחשב שלך
• במידת הצורך, השתמש במתאם USB לאתר
• הפעל את בקר ה- v2 באמצעות אספקת 9vdc
• למחשב שלך תינתן כתובת IP אוטומטית 192.168.73.x על ידי בקר v2 אם היא מופעלת לתצורת IP אוטומטית (DHCP מופעל)

שלב 29: טופולוגיה של גן API

נתוני הגן נשלחים ל- v2 API לרישום, ניתוח, ויזואליזציה, התראה ושליטה מרחוק.

שלב 30: גישה מרחוק לנתונים באמצעות ה- Api

קריאת מנוחה HTTP ל- api עם אישורים מתאימים תחזיר את הנתונים העדכניים ביותר כפי שמוצג להלן

סלסול

שלב 31: היכנס לממשק הניהול

• כוון את הדפדפן שלך אל
• שם משתמש: root
• סיסמא: tempV2pwd (או כל מה שהוא שונה ל-)

שלב 32: הגדר את שם המכשיר החדש

• בשורת התפריטים מערכת לחץ על 'מערכת' מהרשימה הנפתחת
• הקלד את שם המכשיר החדש בשדה שם מארח
• לחץ על 'שמור והחל'
• לחץ על מתג ההפעלה כבוי/מופעל שם מארח חדש ייכנס לתוקף.

שלב 33: הגדרת Wifi בבקר V2

• בחר באפשרות Wifi מהתפריט 'רשת'
• בתפריט Wifi לחץ על כפתור 'סריקה'

שלב 34: בחירת רשת Wifi

בחר את רשת ה- wifi שלך מהרשימה באמצעות הלחצן 'הצטרף לרשת'

שלב 35: כניסה לרשת WIFI

• הזן את אישורי האבטחה של הרשת שלך
• בחר 'שלח' סמל הסטטוס האלחוטי אמור להפוך לכחול ולציין את עוצמת החיבור
• לחץ על 'שמור והחל' כדי להשלים את תצורת ה- Wifi

שלב 36: חיפוש המכשיר שלך

אם חיבור הרשת שלך נוצר בהצלחה, המכשיר שלך אמור להתחיל לשלוח נתונים אוטומטית לממשק ה- API המרוחק בכתובת

חפש את שם המכשיר שלך ברשימה. אם הוא חסר, אשר את שם המארח ותצורת רשת ה- WIFI בממשק סטטוס הניהול.

שלב 37: רישום חשבון ומכשיר

הירשם לחשבון כאן

שלח את שם המשתמש ושם ההתקן שלך אל [email protected]

היכנס לאחר שתקבל הודעת דוא ל המאשרת שהמכשיר שלך הוקצה לך.

שלב 38: מיפוי חיישני התקנים

בדרך כלל חומרה של מיקרו -בקר נראית מסובכת מכיוון שאפילו החיישן הפשוט ביותר דורש מעגלי ממשק אלקטרוניים - קרש לחם, מגנים, כובעים, כובעים וכו '.

תוכנה נוטה להיראות מסובכת כפי שהיא בדרך כלל עושה יותר מדי - אותות חיישן ממשק, לפרש את הנתונים, להציג ערכים קריאים, לקבל החלטות, לבצע פעולות וכו '.

לדוגמה, חיבור של תרמיסטור (נגד תלוי טמפרטורה) לסיכה אנלוגית דורש בדרך כלל מעגל מפריד פוטנציאלי עם נגד זרימה הקשור ל- Vcc. תוכנית להצגת ערך זה בצלזיוס תיקח כמה שורות קוד שאינן אנגליות. החומרה והתוכנה ייראו מסובכים עם 8 חיישנים. שינוי הסיכות או הוספת חיישנים חדשים יחייבו קושחה חדשה. זה מסתבך עוד יותר אם הכל צריך לעבוד מרחוק.

לבקר v2 יש מעגל משולב שיכול להתממשק כמעט לכל חיישן ללא רכיבים חיצוניים. הקושחה בבקר v2 בוחנת את כל סיכות הקלט ומחזירה ערכים גולמיים. הערכים הגולמיים נשלחים בצורה מאובטחת אל ה- API שבו הם ממופים לחיישנים המתאימים להדמיה, ניתוח, שליטה מרחוק והתראה.

המיפוי מתבצע על ידי ספריית kj2arduino המאפשרת החלפה חלקה של חיישנים או סיכות בלוח בקר v2 ללא תוכנה או חומרה חדשה. אתה בוחר את שם הסיכה שלך ואת החיישן המחובר לגן (או היישום הפיזי) כפי שמוצג בתמונה.

שלב 39: פרטי חיישן ממופים

לאחר מיפוי חיישן, ניתן לגשת לפרטיו ולמטא נתונים על ידי לחיצה על סוג החיישן.

כאן ניתן לציין עבור החיישן את סוג החיישן, היחידות, נקודות ההגדרה, הודעות, סמלים, התראות וקוד ההמרה. קוד ההמרה (למשל ldr2lumens המוצג) הוא קריאת פונקציה לספריית kj2arduino. הוא ממיר את ערכי החיישנים הגולמיים הנשלחים לנתונים קריאים מבחינה אנושית להצגה.

שלב 40: אייקוני חיישן ממופים

ערכי החיישנים הממופים מוצגים כסמלים דינאמיים באפשרות הכרטיסייה חיישן התקנים.

הסמלים ישתנו בהתאם לערכים שהוגדרו בממשק פרטי החיישן של המכשיר

שלב 41: אנימציה לגינה

ניתן לראות את ערכי החיישנים גם כאנימציה לגינה דינמית בכרטיסיה הנפשת גינה. הצבעים והצורות ישתנו בהתאם לערכי ערך החיישן.

שלב 42: מגמות

ניתן להציג את נתוני חיישן המכשיר גם כגרפים לדריכה.

שלב 43: התראות חיישן טוויטר

התראות נשלחות על סמך המכשיר, פרטי החיישן וערכי נקודת ההגדרה.

שלב 44: רכיבי בקר חכם

רוב הרכיבים זמינים בקלות מ- eBay או אמזון ורוב הווריאציות. בקר v2 מגיע עם כל התוכנות המותקנות מראש. אתה יכול לקבל את בקר v2 ממני ב- Kijani Grows. אם אתה משתמש במתג זרימה, קבל אחד עם קצב זרימה נמוך כדי למנוע זרימות אחוריות.

שלב 45: חיבור עומסי מתח לרשת

שלב זה הוא אופציונלי והכרחי רק אם אתה רוצה לשלוט בגינה שלך באופן אוטונומי או מרחוק.

מעורבים מתח חשמלי גבוה מסוכן. עקוב אחר ההנחיות באחריותך בלבד

נתק את החיבור החי או הניטרלי מכבל החשמל. פח את זה בעזרת מגהץ. חבר את שני קצות כבל החשמל לחיבורי הממסרים הפתוחים בדרך כלל (NO). חבר את העומס שיופעל בקצה אחד של כבל החשמל ואת הכנס השני לשקע חשמל כפי שמוצג להלן. הפעל את הטרנזיסטור האספן הפתוח כדי להפעיל את העומס באמצעות הממסר. חזור על הפעולה עבור פלט החשמל השני שהוחלף

סיכות ה- IO עוברות למחבר לינוקס J19 בבקר ה- v2:

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

עבור המשאבה, משאבת המאגר, האורות והמזין בהתאמה. (זה באמת לא משנה הכל ממופה בתוכנה)

שלב 46: מארז

בעזרת עיפרון, כלי Dremel ו מקדחה חתכתי הכל כך שיתאים למארזים.

אתה יכול לקבל את זה כערכה של ג'ימי כדי להקל על חייך.

שלב 47: הפעלת הגן החכם

הבקר יעבוד עם כל גינה.

אם אתה בונה אחד כמו שלי, כל מה שאתה צריך הוא מסנן מדיה במיטת הגידול ודגים מים בטוחים במיכל. רוב המדיה ההידרופונית תעבוד מצוין, בגינה הפנימית אני משתמש בחימר מורחב קל.

חבר את המשאבה, התאורה הפנימית, כבל החשמל. לחץ על לחצן ההפעלה, המתן אחורה … תהנה - תן לבקר ה- v2 להפוך לחלק מהמערכת האקולוגית שלך.

כשהכל נראה תקין, הוסף את הדג שלך. יש לי בערך 12 דגי זהב במיכל שלי. אני מציע לקבל ערכת בדיקת איכות מים של מיכל דגים כדי לעקוב אחר הגינה כשהיא מסתובבת ביולוגית.

אני מגדל מיקרו -ירקות ונבטים על ידי שידורם על אמצעי החימר. באופן כללי, הכלל שלי עם צמחים שאני מגדל הוא שאוכל להתחיל לאכול אותם תוך שבוע או שיהיה להם כמה תכונות רפואיות.

שלב 48: הרופא ממליץ על 7 עזרה של פירות או ירקות טריים

אלה מהגינה החכמה שלי הם האהובים עלי ביותר …

שלב 49: קישורים לגינה חכמה

להלן כמה קישורים חיים לגן המשרדי שלי ואחרים. רענן אם שום דבר לא נטען בהתחלה. תהיה אדיב.

מגמות -

אייקונים -

אנימציה -

התראה -

סרטון -

בקר v2 תומך גם בווידאו עבור זרמי timelapse

ראו גם, ndovu, temurphy (המצלמה למעלה), טיפשיםChickenCoop, ecovillage והאחרים בעלי גישה לציבור.

פרס שני בתחרות המים