Автоматизированная умная аквапоника (с облачной панелью управления): 11 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Аквапоника позволяет выращивать собственные органические продукты питания в любом месте (в помещении или на улице), на очень ограниченном пространстве, с большим ростом, меньшим расходом воды и без каких-либо внешних химических удобрений. Кроме того, вы можете отслеживать условия на облачной панели инструментов.

Система использует воду, смешанную с рыбными отходами, для полива растений. Когда вода, смешанная с рыбными отходами, опускается в почву, она оставляет рыбные отходы в почве, а чистая вода выходит из горшка и попадает обратно в аквариум. Рыбные отходы, оставленные в почве, действуют как естественный навоз для роста сельскохозяйственных культур, посаженных в этой почве. Кроме того, вода, поступающая обратно в аквариум, несет с собой кислород для рыб. Таким образом, аквариум не потребует внешнего аэратора или еженедельной чистки.

Запасы

1. Raspberry Pi 3 Модель B x1
2. (ДОПОЛНИТЕЛЬНО) Wiznet W6100 (или любой другой Ethernet Shield для Arduino) x1
3. (ДОПОЛНИТЕЛЬНО) Arduino Uno x1
4. Датчик температуры и влажности DHT11 x1
5. Датчик влажности почвы с винтовыми клеммами x1
6. Погружной водяной насос (рекомендуется 18 Вт или выше для более вертикальных уровней) x1
7. Релейный модуль (минимум 2 канала) x1
8. Светодиодная лампа x1 (или больше в зависимости от размера системы)
9. Держатель лампы x1 (или больше, в зависимости от количества светодиодных ламп в вашей системе)
10. Водопроводная труба
11. Паяльник x1
12. Паяльная проволока x1
13. Либо термоусадочная трубка, либо изоляционная лента x1
14. Двусторонняя лента x1
15. Пластиковая ванна
16. Пластиковые лотки / горшки
17. (ДОПОЛНИТЕЛЬНО) Винты и сверлильный станок

Шаг 1. Подготовка расходных материалов

Получите перечисленные выше принадлежности в одном месте. Просто купите их, если у вас их нет. Вам также понадобятся основные инструменты, такие как отвертки, ножницы для зачистки проводов и ножницы. Вы также захотите иметь хороший двусторонний скотч (я использовал 3M), чтобы приклеить компоненты там, где это необходимо. Вы также можете навсегда закрепить компоненты с помощью шурупов и сверлильного станка, чтобы просверлить отверстие для шурупов. Вам также понадобится паяльник и паяльная проволока для выполнения проводки. Важно закрыть пайку или любые другие соединения проводов термоусадочной трубкой или изоляционной лентой.

Шаг 2: установка лотков

Установите противни вертикально над нижней ванночкой. В нижнем ящике будет рыба, а в верхнем лотке - растения. Вы можете использовать небольшой пластиковый столик для хранения верхнего лотка, если у вас только один уровень растений, или у вас может быть собственный лоток или стопки горшков, чтобы складывать лотки / горшки один над другим.

Шаг 3: Сантехника 1 - Установка системы водоснабжения

Подсоедините один конец водопроводной трубы к погружному насосу и проведите водопроводную трубу вверх по лоткам / горшкам. У вас могут быть трубы из ПВХ с отверстиями, проходящие вокруг ваших лотков, чтобы поливать водой растения в этом лотке, и соединить водопроводную трубу с этими трубами из ПВХ. Или, если ваша система небольшая, вы можете проделать отверстия в водопроводной трубе и протянуть водопроводную трубу вокруг лотков, чтобы вода, протекающая по трубе, брызгала на растения в лотке / горшке.

Шаг 4: Сантехника 2 - Система возврата воды

Сделайте отверстие в дне каждого лотка / кастрюли, чтобы стекала лишняя вода. Вы можете соединить каждое из этих отверстий через трубы из ПВХ, и вода из всех этих отверстий войдет в сеть труб, которая в конечном итоге попадет в нижнюю ванну, в которой будут находиться рыбы.

Шаг 5: Наполните кастрюли / лотки

На дно горшков или противней насыпьте гравийные или глиняные шарики. Это делается для того, чтобы песчинки не стекали через отверстие вместе с лишней водой и не попадали в нижнюю ванну с рыбками. Затем наполните горшки / лотки почвой и посадите те культуры / растения, которые хотите вырастить.

Шаг 6. Протестируйте систему как она есть (совершенно необязательно, но полезно)

Наполните нижнюю ванну чистой водой, включите погружной насос на минуту и дайте воде течь через систему. Просто убедитесь, что излишки воды, стекающие из кастрюль / ванн, чистые и не содержат грязи.

Шаг 7: Настройка Raspberry Pi

1. Установите Raspbian OS на Raspberry Pi.
2. Подключите Raspberry Pi к вашей сети Wi-Fi.
3. Загрузите код Raspberry Pi по этой ссылке (или из файла.zip, загруженного на этом этапе).
4. Разархивируйте файлы кода (если они загружены из файла.zip)
5. Скопируйте файлы в папку на Raspberry Pi.
6. Задайте файл main.py для запуска при запуске Raspberry Pi. (Вы можете перейти по этой ссылке, чтобы узнать, как настроить запуск программ при запуске)

Шаг 8: Выполните электрические подключения

Выполните электрические соединения, как показано на изображении выше. Использование Arduino и Ethernet-экрана для Arduino совершенно необязательно. Один из них будет действовать как резервная копия, если Raspberry Pi не сможет подключиться к вашему Wi-Fi в любое время.

Также убедитесь, что вода не попадает на Raspberry Pi и модуль реле. Вода на Raspberry Pi или релейном модуле может вызвать короткое замыкание и повредить вашу систему. Короткое замыкание может даже привести к пожару. Вы можете покрыть Raspberry Pi и модуль реле любым материалом, который не позволяет воде попадать внутрь.

Разместите датчики в нужном месте, как показано на видео в начале этого поста, и включите систему.

На Raspberry Pi работает скрипт автоматизации. Скрипт автоматизации позаботится о водоснабжении ваших растений, а также об освещении на основе показаний датчиков. Таким образом, вам не нужно беспокоиться о своих растениях в любое время.

Шаг 9: наличие панели мониторинга для мониторинга состояния вашей системы

Я создал серверную часть с использованием Django для сбора данных и предоставления панели мониторинга для отображения базовой аналитики данных, собранных из вашей системы. У вас может быть несколько систем в разных теплицах, связанных с серверной частью. Это упрощает управление несколькими системами в разных теплицах в одном месте. Вы также можете дать классное имя своим теплицам и растениям на приборной панели.

Панель управления также позволяет вам в любое время вручную управлять освещением и насосами вашей системы.

Вы можете загрузить код для серверной части из моего репозитория GitHub (или по ссылке под этим шагом) и развернуть его на облачных платформах по вашему выбору. Код поставляется с готовым к развертыванию на облачной платформе Heroku, но вы можете развернуть на любой облачной платформе по вашему выбору (Amazon Web Services, Google Cloud Platform и т. Д.), Просто обратившись к инструкциям / документации по развертыванию веб-приложений на основе Django. на этой конкретной облачной платформе.

Шаг 10: Запустите систему с чистой водой в течение 24 часов

Наполните нижнюю ванну чистой водой и дайте ей поработать 24 часа. Проверьте воду в нижней ванне через 24 часа. Если вода в ванне не чистая, замените ее чистой водой и запустите систему еще на 24 часа. Повторяйте этот процесс, пока не получите чистую воду в нижней ванне. В противном случае, если вода чистая, можно переходить к следующему шагу. Смена воды до тех пор, пока вы не получите чистую воду, сделает последнюю часть очистки вашей системы, прежде чем вы поместите в нее рыбок.

Шаг 11: посадите рыбу

Я бы порекомендовал вам использовать для этой системы рыб кои, поскольку известно, что они производят много отходов, но вы можете положить любую подобную рыбу, которая легко доступна в вашем регионе. Поместите рыбок в нижнюю ванну, наполненную чистой водой, а также налейте больше воды, чтобы заполнить ванну после того, как система один раз поливает растения. Это необходимо для того, чтобы в системе было достаточно воды.

Кроме того, при необходимости доливайте воду, так как из-за испарения будет потеряна вода. И вовремя кормить рыбок.

Вам хорошо !! Я желаю вам всего наилучшего на пути к здоровому, органическому и домашнему питанию.

Благодарю вас!