V2 Controller - Smart Aquaponics: 49 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Doktor, her gün en az 7 porsiyon taze meyve veya sebze yememizi tavsiye ediyor.

Adım 1: Su Döngüsü

Güneş'in enerjisi, Dünya'daki yüzey sularının buharlaşarak bulutlara dönüştüğü, yağmur olarak yağdığı ve nehirler olarak Okyanusa geri döndüğü su döngüsüne güç sağlar. Bakteriler ve diğer canlı organizmalar, nitrojen döngüsündeki bitkiler için besin oluşturmak üzere okyanustan ve karadan gelen atıkları parçalar. Oksijen döngüleri, demir döngüleri, kükürt döngüleri, mitoz döngüleri ve diğer döngüler zamanla gelişti.

Adım 2: Taklit

Dairesel sistemler doğal olarak sürdürülebilirdir. Böyle bir sistem görkemli Redwood ormanları üretebiliyorsa, böyle bir sistem bahçem için iyi bir fikir gibi görünüyor. Taklit ederek, pompaları kullanarak bir okyanusu, dünyayı ve su döngüsünü işlevsel olarak yeniden yaratırız. Mikroorganizma kolonize olur, nitrojen döngüsü başlar ve sistem olgunlaştıkça diğer döngüler başlar.

Adım 3: İnsan Döngüleri

Sonra insanlar döngüye geldi ve her şeye olan sevgileri çevreyi değiştirdi. İnsanlar da modeli benzer şekilde etkiler, balıklar aşırı sevgiyle beslenir.

4. Adım: Akıllı Bahçecilik

Doğa, insanlarla daha az etkileşimle daha iyi görünüyor, insanlar doğayla bu etkileşime ihtiyaç duyuyor gibi görünüyor. Otomatik ve bağlantılı teknolojiler için uygun bir sorun gibi görünüyor. Yani elektronik devreler ve boole cebiri doğal bir uyumdu.

Adım 5: Bir Aquaponics Bahçesi İnşa Etmek

Sürdürülebilir bir bahçe inşa etmek, sürdürülebilir tasarım, sürdürülebilir malzemeler ve sürdürülebilir süreçlerle başlar. Bu, plastik ayak izimizi azaltmak anlamına geliyor. Bu tasarımda, ahşap ayaklar ve çerçeve kirişleri doğrudan bir ağaçtan geliyor, bu da acıtıyor.

Adım 6: Bahçe Malzemeleri Listesi

Elbette, katlanmak zorunda olmadığınız dikey tahıl ahşabı için ödemeniz gereken bir bedel var.

Adım 7: Bahçenizi Koruyan Gölet

Yetiştirme yataklarının su yalıtımı için sayısız olasılık vardır. Kaplamadan yapıldığı için kontrplakların favori olduğu ileri dönüşümlü malzemeleri ve mühendislik kerestesini seviyorum. Bu talimatta, balıklar için güvenli bir epoksi reçinesi olan Pond Shield kullanıyoruz.

Kenarlara ve pürüzlü yüzeylere ışıltı uygulayın, ışıltıyı pürüzsüz bir şekilde zımparalayın. tüm toz parçacıklarını süpürün veya fırçalayın. Fiberglas levhaları, yetiştirme yatağının içindeki her kenardan geçecek kadar uzun, 2 genişliğinde şeritler halinde kesin. Fiberglas istasyonunuzu bir araya getirin. 1 su bardağı boya, 1/2 su bardağı sertleştirici, 2/3 su bardağı denatüre alkol gösteriliyor

Matkap boya karıştırıcı aparatı kullanarak 2 dakikadan daha az bir süre tersten yavaşça karıştırın. Bir rulo kullanarak (bir seferde biraz dökün) köşeleri boyayın, fiberglası yapıştırın ve ardından fiberglasın üzerine boyayın. Buradaki fikir, fiberglası doyurmaktır, böylece hava cepleri olmaz. Fiberglas ile işiniz bittiğinde yetiştirme yatağının geri kalanını boyayın.

Kurumasını bekleyin, ardından kuruması için 4 saatten fazla hafifçe zımparalayın, ardından başka bir sıvı kauçuk boya katı uygulayın. Koyu yeşil görüntüler 3 kat uygulama sonrasıdır.

Adım 8: Sulama ve Drenaj

Sulama hortumu, her 6" altına delinmiş delikler ile 1/2" PVC'den yapılmıştır. Dikey boru ve drenaj hortumu 1" boyutunda daha büyüktür. Kaplin olarak 1" bölme kiti kullanılır. Yatağın üstünü kuru tutmak istiyoruz, böylece dikme borusu yetiştirme yatağının üstünden 2" aşağıda olur.

Adım 9: Modelleme

Su döngüsünün davranışını veya yapısını modellemek, bunlar çok sayıda değişkeni olan devasa sistemler olduğu kadar kolay değildir. Oluşturduğumuz kavramsal modeller, karmaşık detayları gizlemek için soyutlanmıştır.

Hangi sensörlerin kullanılacağına karar verirken, iyi bir soru şu olabilir: su döngüsündeki en temel bileşenler nelerdir - büyük bir su kütlesi, toprak, suyu karaya taşımak için enerji, akışı doyuran ortam ve su için yerçekimi. kaynağa dön. Bu, izleme gerektiren önemli süreçler olduğu için böyle bir bahçede gerekli olan temel bir veri toplama düzeyi oluşturur.

Bir başka güzel soru da nitrojen döngülerinin temel bileşenlerinin neler olduğu olabilir.

Adım 10: Temel Aquaponics Sensör Seti

Temel sensör seti genişletilebilir ve su döngüsünü ve çevre koşullarını izlemek ve görselleştirmek için kullanılır.

Akış Hızı Sensörü -Suyun tanktan hareketini ölçmek için kullanılan bir Hall etkisi sensörü. Bu aynı zamanda pompayı ciddi arıza veya bozulmaya karşı da izler. Ayrıca tıkanıklıklar için sulama hatlarını izlemek için kullanılır.

1 kablolu sıcaklık - akvaryumdaki su sıcaklığını, ortam veya ortam sıcaklıklarını ölçmek için kullanılır

IR mesafe sensörü - IR sinyallerini bir nesneye yansıtarak çalışan analog bir sensör. Yetiştirme yatağındaki suyun derinliğini ölçmek için kullanılır. Ayrıca yetiştirme yatağı taşkınını ve tahliye döngülerini izlemek için kullanılır.

Fotosel sensör - direnci ışık yoğunluğuna göre değişen analog tabanlı bir sensör. İç mekan aydınlatmasından veya doğal aydınlatmadan seviyeleri ölçmek için kullanılır.

Sıvı sensörü - sızıntılardan kaynaklanan su kayıplarını izlemek için kullanılan dirençli bir analog sensördür.

Akış anahtarı - manyetik reed anahtarına dayalı dijital bir sensördür. Yetiştirme yatağı drenajını izlemek için kullanılır.

Şamandıralı anahtar - manyetik dilli Açma/Kapama anahtarına dayalı dijital bir sensördür. Akvaryum su seviyesinin her zaman yeterli olmasını sağlamak için kullanılır.

Adım 11: Linux Seri Konsol Girişleri

Klavye ve fare, kullanıcıların Linux çekirdeği ve uygulamaları ile düşük düzeyde bile iletişim kurmasını sağlamak için bir Linux bilgisayardaki seri konsola bağlanır.

v2 controller board üzerindeki linux mikrobilgisayarın seri konsol girişine klavye ve mouse yerine bir mikrodenetleyici bağladık.

Bu, sensörlerin ve aktüatör verilerinin dış dünya ile Linux mikrodenetleyici uygulamaları arasında herhangi bir özel Linux sürücüsüne veya konfigürasyonuna ihtiyaç duymadan sorunsuz bir şekilde geçişini sağlar.

Bir Linux bilgisayardaki konsol girişi, bir insan kullanıcı tarafından veri girişi için klavye/fare tarafından kullanılan seri arabirimdir. Sonuçlar daha sonra normal olarak bir bilgisayar monitörü ekranında görüntülenir.

Adım 12: V2 Denetleyici Seri Arabirimi

v2 denetleyicisi, geleneksel klavye yerine seri konsol girişine bağlı bir mikro denetleyiciye sahip Linux tabanlı bir bilgisayar kartıdır. Bu, sensörlerden doğrudan okuma alabileceği anlamına gelir. Çıkış aşaması, bir bilgisayar monitörü için çeşitli donanım sürücülerine sahiptir.

Adım 13: V2 Denetleyicisine Genel Bakış

v2 denetleyicisi, seri konsol girişine bağlı bir Atmega 2560 mikro denetleyiciye sahip yerleşik bir Linux bilgisayardır. Bu, klavyede yazan kullanıcılara benzer şekilde verileri kabul edebileceği anlamına gelir, yalnızca veriler bir Arduino Mega'dan gelir.

Bilgiler daha sonra bir kullanıcının klavyede girdiği verilere benzer araçlarla işlenir. Bir monitör ekranı yerine, v2 denetleyicisinin çıkış aşaması, röleler için açık kollektör transistörlerine ve diğer aktüatörler için sürücülere sahiptir.

v2 denetleyicisi, yerleşik donanım bileşenlerinden herhangi birini kullanmak için gereken tüm yazılımlarla önceden yüklenmiş olarak gelir. v2 denetleyicisi ayrıca tüm donanım bileşenlerine uzaktan erişime ve ayrıca veri kaydı, görselleştirme, uyarı ve diğer işleme araçlarına izin veren bir arka uç platformuna ve API'ye sahiptir.

Kısacası, v2 denetleyici kartı, herhangi bir fiziksel uygulama için güçlü, kullanımı kolay tam yığın IoT platformunun fiziksel arabirimidir.

Adım 14: V2 Denetleyici Kartı

.bu panoları tasarlamak ve inşa etmek uzun bir yolculuktu. Deneyimi daha sonraki bir derste paylaşabilirim. Burada daha fazla bilgi var

Adım 15: V2 Denetleyici PinOut

Adım 16: V2 Denetleyici Özellikleri

Adım 17: V2 Denetleyici Platform Araçları

Adım 18: V2 Denetleyici Blok Şeması

Adım 19: Analog Sensörlerin V2 Denetleyicisine Bağlanması

Analog sensörlerde genellikle bir sinyal pimi, bir topraklama pimi ve bazen de üçüncü bir güç pimi bulunur. v2 denetleyicisi, herhangi bir ekstra donanım olmadan analog sensörleri arayüzleyecektir.

Analog sinyal pimini kart üzerindeki herhangi bir boş analog pime bağlayın ve ilgili güç hatlarını bağlayın.

Potansiyel bir bölücü direnç gerekiyorsa, dahili bir yazılım pull-up'ı kullanabilir veya ilgili dip anahtarına basarak yerleşik hassasiyeti değiştirebilirsiniz.

Adım 20: Dijital Sensörleri V2 Denetleyicisine Bağlama

Dijital sensör hattını kart üzerindeki herhangi bir ilgili dijital pime ve güç pimlerine bağlayın.

gerekirse, dijital sensör için yazılım pull-up direncini etkinleştirin

Adım 21: 1 Kablolu Sensörleri V2 Denetleyicisine Bağlama

Bazı sensörler, bilgisayar koşullarının bir bit akışı olarak dönüş değerleri olan mikro denetleyicilere sahiptir. 1 kablolu sensörler tipik sensörlerdir. v2 denetleyicisi, bu tür cihazlar için çeşitli yerleşik devrelere sahiptir.

Diyelim ki 1 telli bir sıcaklık sensörünü bağlamak için, veri sinyal hattını bir 4k7 ile dijital hatlardan herhangi birine bağlayın.

parazitik direnç ve güç sinyallerini bağlayın. 4k7 direncini AÇIK konuma getirin

Adım 22: Bahçe Sensörlerini V2 Denetleyicisine Bağlama

Adım 23: 8 Temel Sensörün V2 Denetleyicisine Bağlanması

Adım 24: Sensörlerin Bahçeye Bağlanması

Tipik sensör konumları gösterilir.

Adım 25: Bağlantılı Bahçeye Genel Bakış

2560 Atmega mikrodenetleyici, şimdiye kadar yazdığım ilk ve tek Arduino taslağını çalıştırıyor. Ham değerler için giriş pinlerini sürekli olarak yoklar ve bunları bir JSON dizisi olarak seri çıkışa gönderir.

Adım 26: Seri Ham Sensör Değerleri

Mikrodenetleyiciden mikro bilgisayara gönderilen ham pin okumalarına sahip seri diziler gösterilir

27. Adım: Serileştirilmiş JSON Dizisi

OpenWrt üzerindeki bir python betiği, sensör dizelerini bir JSON nesnesine serileştirir, fazladan öğeler ekler ve verileri ağ üzerinden API'ye gönderir

28. Adım: V2 Denetleyicisine Bağlanma

• Ethernet kullanarak v2 denetleyicisini bilgisayarınıza bağlayın
• Gerekirse bir USB - ethernet adaptörü kullanın
• 9vdc kaynağı kullanarak v2 denetleyicisine güç verin
• Otomatik IP yapılandırması (DHCP Etkin) için etkinleştirilirse, bilgisayarınıza v2 denetleyicisi tarafından otomatik bir IP adresi 192.168.73.x atanacaktır.

Adım 29: Garden API Topolojisi

Bahçe verileri, günlüğe kaydetme, analiz, görselleştirme, uyarı ve uzaktan kontrol için v2 API'sine gönderilir.

Adım 30: Api Kullanarak Verilere Uzaktan Erişim

Uygun kimlik bilgileriyle api'ye yapılan bir HTTP dinlenme çağrısı, aşağıda gösterildiği gibi en son verileri döndürür.

kıvrılma

{ "baudHızı": 38400, "name": "kj_v2_01", "uptime": "1:24:10.140000", "pinler": { "D38": 0, "D39": 0, "D36": 0, "D37": 0,, "D33": 0, "D30": 0, "D31": 0, "A15": 422, "A14": 468, "A11": 624, "A10": 743, "A13": 475, "A12 ": 527, "röle8": 0, "UART3": 0, "A1": 933, "A0": 1023, "A3": 1022, "A2": 1023 "A9": 1023, "A8": 348, "D29": 0, "D28": 0, "besinSıcaklığı": 22.44, "D23": 1, "D22": 0, }, "sürüm": "v2.0.0", "wlan0": "192.168.1.1" 1.2", "initialize": 0, "atmegaUptime": "00:00:34:52", "timestamp": 1473632348121, "day": 1472256000000, "time": "2016-09-11T22:19:08.121Z ", "_id": "57d5d85cd065ea4654009fce" }

31. Adım: Yönetici Arayüzüne Giriş Yapın

• Tarayıcınızı https://192.168.73.1'e yönlendirin
• Kullanıcı adı: kök
• Şifre: tempV2pwd (ya da her ne değiştirildiyse)

Adım 32: Yeni Cihaz Adını Konfigüre Edin

• Sistem menü çubuğunda, açılır listeden 'Sistem'e tıklayın
• Hostname alanına yeni cihaz adını yazın
• 'Kaydet ve Uygula'yı tıklayın
• Yeni ana bilgisayar adının etkinleşmesi için açma/kapama düğmesine basın.

Adım 33: V2 Denetleyicisinde Wifi'yi Yapılandırma

• 'Ağ' menüsünden Wifi seçeneğini seçin
• Wifi menüsünde 'Tara' düğmesine tıklayın

Adım 34: Wifi Ağının Seçilmesi

'Ağa Katıl' düğmesini kullanarak listeden wifi ağınızı seçin

Adım 35: WIFI Ağında Oturum Açma

• Ağınız için güvenlik kimlik bilgilerini girin
• 'Gönder'i seçin Durum kablosuz simgesi maviye dönmeli ve bağlantının gücünü göstermelidir
• Wifi yapılandırmasını tamamlamak için 'Kaydet ve Uygula'yı tıklayın

Adım 36: Cihazınızı Arama

Ağ bağlantınız başarıyla kurulduysa, cihazınız https://api.kijanigrows.com/v2/devices/list adresindeki uzak API'ye otomatik olarak veri göndermeye başlamalıdır.

Listede cihazınızın adını arayın. Eksikse, yönetici durum arayüzünde ana bilgisayar adınızı ve WIFI ağ yapılandırmanızı onaylayın.

Adım 37: Hesap ve Cihaz Kaydı

Burada bir hesap için kaydolun

Kullanıcı adınızı ve cihaz adınızı [email protected] adresine gönderin

Cihazınızın size atandığını onaylayan bir e-posta aldıktan sonra oturum açın.

Adım 38: Cihaz Sensörlerini Eşleme

Normalde mikro denetleyici donanımı karmaşık görünür çünkü en basit sensör bile elektronik arabirim devreleri gerektirir - devre tahtası, kalkanlar, şapkalar, kapaklar vb.

Yazılım, genellikle çok fazla şey yaptığı için karmaşık görünme eğilimindedir - sensör sinyalleriyle arayüz oluşturma, verileri yorumlama, okunabilir değerler sunma, karar verme, harekete geçme vb.

Örneğin, bir termistörü (sıcaklığa bağlı direnç) bir analog pime bağlamak, genellikle Vcc'ye bağlı bir çekme direncine sahip potansiyel bir bölücü devre gerektirir. Bu değeri Celsius cinsinden gösterecek bir program İngilizce olmayan bazı kod satırlarını alacaktır. Donanım ve yazılım, 8 sensörle karmaşık görünecek. Pimleri değiştirmek veya yeni sensörler eklemek için yeni bellenim gerekir. Her şeyin uzaktan çalışması gerekiyorsa, bu daha da karmaşık hale gelir.

v2 denetleyicisi, harici bileşenler olmadan hemen hemen her sensöre arayüz sağlamak için yerleşik devrelere sahiptir. v2 denetleyicisindeki bellenim, tüm giriş pinlerini yoklar ve ham değerleri döndürür. Ham değerler güvenli bir şekilde API'ye gönderilir ve burada görselleştirme, analiz, uzaktan kontrol ve uyarı için ilgili sensörlerle eşlenir.

Eşleme, yeni yazılım veya donanım olmadan v2 denetleyici kartındaki sensörlerin veya pinlerin sorunsuz şekilde değiştirilmesine izin veren kj2arduino kitaplığı tarafından yapılır. Resimde gösterildiği gibi pin adınızı ve bahçeye (veya fiziksel uygulamaya) bağlı sensörü seçersiniz.

Adım 39: Eşlenen Sensör Ayrıntıları

Bir sensör haritalandırıldıktan sonra, sensör tipine tıklayarak detaylarına ve meta verilerine erişilebilir.

Burada sensör için sensör tipi, birimler, ayar noktaları, mesajlar, simgeler, bildirimler ve dönüştürme kodu belirtilebilir. Dönüştürme kodu (örn. gösterilen ldr2lümen), kj2arduino kitaplığına yapılan bir işlev çağrısıdır. Gönderilen ham sensör değerlerini sunum için insan tarafından okunabilir verilere dönüştürür.

Adım 40: Eşlenen Sensör Simgeleri

Eşlenen sensör değerleri, Cihaz Sensörü sekmesi seçeneğinde dinamik Simgeler olarak gösterilir.

Simgeler, cihazın sensör ayrıntıları arayüzünde yapılandırılan değerlere göre değişecektir.

41. Adım: Bahçe Animasyonu

Sensör değerleri, Bahçe Animasyonu sekmesinde dinamik bir bahçe animasyonu olarak da görülebilir. Renkler ve şekiller, sensör ayar noktası değerlerine göre değişecektir.

Adım 42: Trend

Cihaz sensör verileri, yürüyüş için grafikler olarak da görselleştirilebilir.

Adım 43: Twitter Sensörü Uyarıları

Uyarılar cihaza, sensör detaylarına ve ayar noktası değerlerine göre gönderilir.

Adım 44: Akıllı Denetleyici Bileşenleri

Bileşenlerin çoğu, eBay veya Amazon'dan ve çoğu varyasyondan kolayca temin edilebilir. v2 denetleyicisi, tüm yazılımlar önceden yüklenmiş olarak gelir. Kijani Grows'dan v2 kontrol cihazını benden alabilirsiniz. Bir akış anahtarı kullanıyorsanız, geri akışları önlemek için düşük akış hızına sahip bir tane alın.

Adım 45: Şebeke Gerilim Yüklerinin Bağlanması

Bu aşama isteğe bağlıdır ve yalnızca bahçenizi bağımsız veya uzaktan kontrol etmek istiyorsanız gereklidir.

Tehlikeli Yüksek Elektrik Voltajları Bulunmaktadır. Kendi sorumluluğunuzdadır talimatları izleyin

Güç kablosundan canlı veya nötr bağlantıyı kesin. Bunu bir havya kullanarak kalaylayın. Güç kablosunun iki ucunu rölelerin Normalde Açık (NO) bağlantısına bağlayın. Güç verilecek yükü güç kablosunun bir ucuna ve diğer ucunu aşağıda gösterildiği gibi bir elektrik prizine bağlayın. Yükü röle aracılığıyla açmak için açık kollektör transistörüne güç verin. Diğer anahtarlı şebeke çıkışı için tekrarlayın

IO pinleri, v2 denetleyicisindeki J19 Linux konektörüne gider:

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

Sırasıyla pompa, rezervuar pompası, ışıklar ve besleyici için. (her şeyin yazılımla eşlenmesi gerçekten önemli değil)

Adım 46: Bir Muhafaza

Bir kalem, bir Dremel aleti ve bir matkap kullanarak her şeyi kasalara sığacak şekilde kestim.

Bunu, hayatınızı kolaylaştırmak için Jimmy kiti olarak alabilirsiniz.

Adım 47: Akıllı Bahçeyi Başlatma

Kontrolör herhangi bir bahçe ile çalışacaktır.

Benimki gibi bir tane yaparsanız, tek ihtiyacınız olan yetiştirme yatağında filtre ortamı ve tankta balık için güvenli su. Çoğu hidroponik ortam harika çalışacak, kapalı bahçe için hafif genişletilmiş kil kullanıyorum.

Pompayı, iç aydınlatmayı, güç kablosunu bağlayın. Güç düğmesine basın, geri çekilin… keyfini çıkarın - v2 denetleyicisinin ekosisteminizin bir parçası olmasına izin verin.

Her şey yolunda göründüğünde, balığınızı ekleyin. Akvaryumumda yaklaşık 12 Japon balığı var. Bahçeyi biyolojik olarak dönerken izlemek için bir akvaryum su kalitesi test kiti almanızı öneririm.

Onları kil medya üzerinden yayınlayarak mikro yeşillikler ve filizler yetiştiriyorum. Genel olarak, yetiştirdiğim bitkilerle ilgili kuralım, onları bir hafta içinde yemeye başlasam iyi olur ya da bazı tıbbi özelliklere sahip olsalar iyi olur.

Adım 48: Doktor Taze Meyve veya Sebzelerin 7 Yardımını Önerir

.. Akıllı bahçemden olanlar en sevdiklerim…

Adım 49: Akıllı Bahçe Canlı Bağlantıları

İşte ofis bahçeme ve diğerlerine bazı canlı bağlantılar. İlk başta hiçbir şey yüklenmezse yenileyin. Nazik ol.

trendler -

simgeler -

animasyon -

uyarı -

video -

v2 denetleyici, hızlandırılmış akışlar için videoyu da destekler

ayrıca bkz. ndovu, themurphy (yukarıdaki kamera), salaksChickenCoop, ecovillage ve halka açık diğerleri.

Su Yarışmasında İkincilik Ödülü