Controlador V2 - Acuaponía inteligente: 49 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

El médico recomienda que tengamos al menos 7 raciones de frutas o verduras frescas todos los días.

Paso 1: el ciclo del agua

La energía del Sol impulsa el ciclo del agua en el que las aguas superficiales de la Tierra se evaporan en nubes, caen como lluvia y regresan al océano como ríos. Las bacterias y otros organismos vivos descomponen los desechos del océano y la tierra para crear nutrientes para las plantas en el ciclo del nitrógeno. Los ciclos del oxígeno, los ciclos del hierro, los ciclos del azufre, los círculos de mitosis y otros ciclos evolucionaron con el tiempo.

Paso 2: Mimetismo

Los sistemas circulares son inherentemente sostenibles. Si tal sistema puede producir majestuosos bosques de secoyas, entonces ese sistema parece una buena idea para mi jardín. Imitando, recreamos funcionalmente un océano, la tierra y un ciclo del agua utilizando bombas. Los microorganismos colonizan el inicio del ciclo del nitrógeno y otros ciclos se activan a medida que el sistema madura.

Paso 3: Ciclos humanos

Entonces los humanos llegaron al ciclo y su amor por todo cambió el medio ambiente. Los humanos afectan el modelo de manera similar, los peces están sobrealimentados de amor.

Paso 4: Jardinería inteligente

La naturaleza parece funcionar mejor con menos interacciones con los humanos, los humanos parecen necesitar esa interactividad con la naturaleza. Parece un problema adecuado para tecnologías automatizadas y conectadas. Así que los circuitos electrónicos y el álgebra booleana encajaban de forma natural.

Paso 5: Construcción de un jardín de acuaponía

La construcción de un jardín sostenible comienza con un diseño sostenible, materiales sostenibles y procesos sostenibles. Esto significa reducir nuestra huella de plástico. En este diseño, las patas de madera y las vigas del marco vienen directamente de un árbol, eso duele.

Paso 6: Lista de materiales de jardín

Por supuesto, hay un precio que pagar por la madera de veta vertical en la que no tiene que incurrir.

Paso 7: Estanque Sheilding Your Garden

Existen numerosas posibilidades para la impermeabilización de camas de cultivo. Me gustan los materiales reciclados y la madera de ingeniería, siendo la madera contrachapada una de mis favoritas, ya que está hecha de chapa. En este instructables, usamos Pond Shield, que es una resina epoxi segura para peces.

Aplique brillo en los bordes y cualquier superficie rugosa, lije el brillo suavemente. Aspire o cepille todas las partículas de polvo. Corte las hojas de fibra de vidrio en tiras de 2 ″ de ancho, lo suficientemente largas para rodear todos los bordes dentro del lecho de cultivo. Reúna su estación de fibra de vidrio. Mezcle 1 taza de pintura, 1/2 taza de endurecedor, se muestra 2/3 taza de alcohol desnaturalizado

Mezcle lentamente con un accesorio mezclador de pintura de taladro durante menos de 2 minutos a la inversa. Con un rodillo (vierta poco a poco) pinte las esquinas, coloque la fibra de vidrio y luego pinte sobre la fibra de vidrio. La idea es saturar la fibra de vidrio para que no queden bolsas de aire. Pinte el resto del lecho de cultivo cuando haya terminado con la fibra de vidrio.

Deje que se seque y luego lije ligeramente durante 4 horas para que se seque, luego aplique otra capa de pintura de goma líquida. Las imágenes de color verde oscuro son posteriores a la aplicación de 3 capas.

Paso 8: riego y drenaje

El tubo de irrigación está hecho de PVC de 1/2 "con agujeros perforados debajo cada 6". El tubo vertical y el tubo de drenaje son más grandes a 1 ". Se utiliza un juego de mamparo de 1" como acoplamiento. Queremos mantener seca la parte superior de la cama para que el tubo vertical esté a 2 "por debajo de la parte superior de la cama de cultivo.

Paso 9: modelado

Modelar el comportamiento o la estructura del ciclo del agua no es tan fácil ya que se trata de sistemas enormes con numerosas variables. Los modelos conceptuales que construimos se abstraen para ocultar detalles complejos.

Al decidir qué sensores usar, una buena pregunta puede ser, ¿cuáles son los componentes más básicos en el ciclo del agua: una gran masa de agua, tierra, energía para llevar agua a la tierra, medios que se saturan para la escorrentía y gravedad para que el agua llegue a la tierra? volver a la fuente. Esto establece un nivel básico de recopilación de datos requerido en un jardín como estos son los procesos importantes que necesitan monitoreo.

Otra buena pregunta puede ser cuáles son los componentes básicos de los ciclos del nitrógeno.

Paso 10: El conjunto básico de sensores de acuaponía

El conjunto básico de sensores se puede ampliar y se utiliza para controlar y visualizar el ciclo del agua y las condiciones ambientales.

Sensor de caudal: un sensor de efecto Hall que se utiliza para medir el movimiento del agua desde el tanque. Esto también monitorea la bomba para detectar fallas catastróficas o degradación. También se utiliza para monitorear las líneas de riego en busca de bloqueos.

Temperatura de 1 cable: se utiliza para medir la temperatura del agua en la pecera, la temperatura ambiente o del medio.

Sensor de distancia de infrarrojos: un sensor analógico que funciona enviando señales de infrarrojos a un objeto. Se utiliza para medir la profundidad del agua en el lecho de cultivo. También se usa para monitorear los ciclos de inundación y drenaje del lecho de cultivo.

Sensor de fotocélula: un sensor de base analógica cuya resistencia varía con la intensidad de la luz. Se utiliza para medir niveles de iluminación interior o iluminación natural.

Sensor de líquido: es un sensor analógico resistivo que se utiliza para controlar las pérdidas de agua a través de fugas.

Interruptor de flujo: es un sensor digital basado en un interruptor de lengüeta magnético. Solía controlar el drenaje del lecho de cultivo.

Interruptor de flotador: es un sensor digital basado en un interruptor de encendido / apagado de lengüeta magnética. Se utiliza para garantizar que el nivel de agua de la pecera sea siempre suficiente.

Paso 11: Entradas de la consola serie de Linux

El teclado y el mouse están conectados a la consola en serie en una computadora Linux para permitir a los usuarios comunicarse con el kernel y las aplicaciones de Linux incluso en un nivel bajo.

En lugar de un teclado y un mouse, conectamos un microcontrolador a la entrada de la consola en serie del microordenador Linux en la placa del controlador v2.

Esto permite pasar datos de sensores y actuadores entre el mundo exterior y las aplicaciones del microcontrolador de Linux sin problemas sin la necesidad de ningún controlador o configuración especial de Linux.

La entrada de la consola en una computadora Linux es la interfaz en serie utilizada por el teclado / mouse para la entrada de datos por parte de un usuario humano. Los resultados se muestran normalmente en la pantalla de un monitor de computadora.

Paso 12: Interfaz serie del controlador V2

El controlador v2 es una placa de computadora basada en Linux con un microcontrolador conectado a la entrada de la consola en serie en lugar del teclado tradicional. Esto significa que puede tomar lecturas de sensores directamente. La etapa de salida tiene varios controladores de hardware para un monitor de computadora.

Paso 13: Descripción general del controlador V2

El controlador v2 es una computadora Linux integrada que tiene un microcontrolador Atmega 2560 conectado a la entrada de la consola en serie. Esto significa que puede aceptar datos de manera similar a los usuarios que escriben en el teclado, solo que los datos provienen de un Arduino Mega.

Luego, la información se procesa con herramientas similares a los datos ingresados por un usuario en un teclado. En lugar de una pantalla de monitor, la etapa de salida del controlador v2 tiene transistores de colector abierto para relés y controladores para otros actuadores.

El controlador v2 viene precargado con todo el software necesario para utilizar cualquiera de sus componentes de hardware integrados. Además, el controlador v2 tiene una plataforma backend y una API que permite el acceso a todos los componentes de hardware de forma remota, así como el registro de datos, la visualización, las alertas y otras herramientas de procesamiento.

En resumen, la placa controladora v2 es la interfaz física para una potente plataforma IoT de pila completa y fácil de usar para cualquier aplicación física.

Paso 14: La placa controladora V2

. Fue un largo viaje para diseñar y construir estos tableros. Puedo compartir la experiencia en un instructable posterior. Hay más información aquí

Paso 15: PinOut del controlador V2

Paso 16: Especificaciones del controlador V2

Paso 17: Herramientas de la plataforma del controlador V2

Paso 18: Diagrama de bloques del controlador V2

Paso 19: Conexión de sensores analógicos al controlador V2

Los sensores analógicos generalmente tienen un pin de señal, un pin de tierra y ocasionalmente un tercer pin de alimentación. El controlador v2 interactuará con sensores analógicos sin ningún hardware adicional.

Conecte el pin de señal analógica a cualquier pin analógico libre en la placa y conecte las líneas eléctricas respectivas.

Si se requiere una resistencia divisora de potencial, puede usar una de software interno o puede cambiar la precisión a bordo presionando el interruptor DIP respectivo.

Paso 20: Conexión de sensores digitales al controlador V2

Conecte la línea del sensor digital a cualquier pin digital respectivo en la placa y los pines de alimentación.

si es necesario, active la resistencia pull-up del software para el sensor digital

Paso 21: Conexión de sensores de 1 cable al controlador V2

Algunos sensores tienen microcontroladores en los que las condiciones de la computadora devuelven valores como un flujo de bits. Los sensores de 1 cable son sensores típicos. El controlador v2 tiene varios circuitos integrados para dichos dispositivos.

Para conectar, digamos, un sensor de temperatura de 1 cable, conecte la línea de señal de datos a cualquiera de las líneas digitales con un 4k7

resistencia parásita y conecte las señales de potencia. Mueva la resistencia de 4k7 a la posición de ENCENDIDO

Paso 22: Conexión de sensores de jardín al controlador V2

Paso 23: Conexión de los 8 sensores básicos al controlador V2

Paso 24: Conexión de los sensores al jardín

Se muestran las ubicaciones típicas de los sensores.

Paso 25: Descripción general del jardín conectado

El microcontrolador Atmega 2560 ejecuta el primer y único boceto de Arduino que he escrito. Sondea los pines de entrada continuamente en busca de valores sin procesar y los envía como una cadena JSON a la salida en serie.

Paso 26: Valores del sensor sin procesar en serie

Se muestran cadenas en serie con lecturas de pines sin procesar enviadas desde el microcontrolador al microordenador

Paso 27: Cadena JSON serializada

Un script de Python en OpenWrt serializa las cadenas de sensores en un objeto JSON, agrega elementos adicionales y envía los datos a través de la red a la API.

Paso 28: Conexión al controlador V2

• Usando ethernet, conecte el controlador v2 a su computadora
• Utilice un adaptador USB a Ethernet si es necesario
• Encienda el controlador v2 con una fuente de 9vdc
• El controlador v2 asignará a su computadora una dirección IP automática 192.168.73.x si está habilitada para la configuración automática de IP (DHCP habilitado)

Paso 29: Topología de API de jardín

Los datos del jardín se envían a la API v2 para registro, análisis, visualización, alertas y control remoto.

Paso 30: Acceder a los datos de forma remota mediante la API

Una llamada de descanso HTTP a la API con las credenciales adecuadas devolverá los datos más recientes como se muestra a continuación

curl

Paso 31: Inicie sesión en la interfaz de administración

• Apunte su navegador a
• Nombre de usuario: root
• Contraseña: tempV2pwd (o lo que sea que se haya cambiado)

Paso 32: configurar el nombre del nuevo dispositivo

• En la barra de menú del sistema, haga clic en 'Sistema' de la lista desplegable
• Escriba el nombre del nuevo dispositivo en el campo Nombre de host
• Haga clic en 'Guardar y aplicar'
• Presione el interruptor de encendido Apagado / Encendido para que el nuevo nombre de host tenga efecto.

Paso 33: Configuración de Wifi en el controlador V2

• Seleccione la opción Wifi del menú 'Red'
• En el menú Wifi, haga clic en el botón 'Escanear'

Paso 34: selección de la red wifi

Seleccione su red wifi de la lista usando el botón 'Unirse a la red'

Paso 35: Iniciar sesión en la red WIFI

• Ingrese las credenciales de seguridad para su red
• Seleccione 'Enviar'. El icono de estado inalámbrico debe volverse azul e indicar la fuerza de la conexión.
• Haga clic en 'Guardar y aplicar' para completar la configuración de Wifi

Paso 36: búsqueda de su dispositivo

Si su conexión de red se estableció con éxito, su dispositivo debería comenzar a enviar datos automáticamente a la API remota en

Busque el nombre de su dispositivo en la lista. Si falta, confirme su nombre de host y la configuración de la red WIFI en la interfaz de estado de administrador.

Paso 37: Registro de cuenta y dispositivo

Regístrese para obtener una cuenta aquí

Envíe su nombre de usuario y el nombre del dispositivo a [email protected]

Inicie sesión después de recibir un correo electrónico confirmando que se le asignó su dispositivo.

Paso 38: Mapeo de sensores del dispositivo

Normalmente, el hardware del microcontrolador parece complicado porque incluso el sensor más simple requiere circuitos de interfaz electrónica: placa de pruebas, protectores, sombreros, gorras, etc.

El software tiende a parecer complicado, ya que suele hacer demasiado: interconectar las señales de los sensores, interpretar los datos, presentar valores legibles, tomar decisiones, tomar acciones, etc.

Por ejemplo, conectar un termistor (resistencia dependiente de la temperatura) a un pin analógico generalmente requiere un circuito divisor de potencial con una resistencia pullup vinculada a Vcc. Un programa para mostrar este valor en grados Celsius tomará algunas líneas de código que no estén en inglés. El hardware y el software se verán complicados con 8 sensores. Cambiar los pines o agregar nuevos sensores requerirá un nuevo firmware. Esto se complica aún más si todo tiene que funcionar de forma remota.

El controlador v2 tiene circuitos integrados para interconectar casi cualquier sensor sin componentes externos. El firmware del controlador v2 sondea todos los pines de entrada y devuelve valores sin procesar. Los valores brutos se envían de forma segura a la API donde se asignan a los sensores respectivos para visualización, análisis, control remoto y alertas.

El mapeo se realiza mediante la biblioteca kj2arduino, que permite un intercambio perfecto de sensores o pines en la placa controladora v2 sin software o hardware nuevos. Seleccionas tu nombre de pin y el sensor conectado al jardín (o aplicación física) como se muestra en la imagen.

Paso 39: Detalles del sensor mapeado

Una vez mapeado un sensor, se puede acceder a sus detalles y metadatos haciendo clic en el tipo de sensor.

Aquí se pueden especificar el tipo de sensor, las unidades, los puntos de ajuste, los mensajes, los iconos, las notificaciones y el código de conversión para el sensor. El código de conversión (por ejemplo, ldr2lumens mostrado) es una llamada de función a la biblioteca kj2arduino. Convierte los valores brutos del sensor enviados en datos legibles por humanos para su presentación.

Paso 40: Iconos de sensores asignados

Los valores del sensor mapeados se muestran como iconos dinámicos en la opción de la pestaña Sensor de dispositivo.

Los iconos cambiarán según los valores configurados en la interfaz de detalles del sensor del dispositivo.

Paso 41: Animación del jardín

Los valores del sensor también se pueden ver como una animación dinámica del jardín en la pestaña Animación del jardín. Los colores y las formas cambiarán según los valores de los puntos de ajuste del sensor.

Paso 42: Tendencias

Los datos del sensor del dispositivo también se pueden visualizar como gráficos para pisadas.

Paso 43: Alertas de sensores de Twitter

Las alertas se envían según el dispositivo, los detalles del sensor y los valores de los puntos de ajuste.

Paso 44: Componentes del controlador inteligente

La mayoría de los componentes están fácilmente disponibles en eBay o Amazon y la mayoría de las variaciones. El controlador v2 viene con todo el software preinstalado. Puedes conseguirme el controlador v2 en Kijani Grows. Si usa un interruptor de flujo, obtenga uno con un caudal bajo para evitar reflujos.

Paso 45: Conexión de cargas de voltaje de red

Esta etapa es opcional y solo necesaria si quieres controlar tu jardín de forma autónoma o remota.

Involucrados altos voltajes eléctricos peligrosos. Siga las instrucciones bajo su propio riesgo.

Interrumpa la conexión viva o neutra del cable de alimentación. Estañe esto con un soldador. Conecte los dos extremos del cable de alimentación a la conexión de relés normalmente abiertos (NO). Conecte la carga que se va a alimentar en un extremo del cable de alimentación y el otro inserte en una toma de corriente como se muestra a continuación. Encienda el transistor de colector abierto para encender la carga a través del relé. Repita para la otra salida de red conmutada

Los pines IO van al conector Linux J19 en el controlador v2:

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

Para la bomba, bomba de depósito, luces y alimentador respectivamente. (realmente no importa, todo está mapeado por software)

Paso 46: un recinto

Utilizando un lápiz, una herramienta Dremel y un taladro, corté todo para encajar en los recintos.

Puedes conseguir esto como el kit de Jimmy para hacerte la vida más fácil.

Paso 47: Iniciar Smart Garden

El controlador funcionará con cualquier jardín.

Si construye uno como el mío, todo lo que necesita es medio filtrante en el lecho de cultivo y agua segura para peces en el tanque. La mayoría de los medios hidropónicos funcionarán muy bien, para el jardín interior utilizo arcilla expandida liviana.

Conecte la bomba, la iluminación interior, el cable de alimentación. Presione el botón de encendido, retroceda … disfrute: deje que el controlador v2 se convierta en parte de su ecosistema.

Cuando todo parezca estar bien, agregue su pescado. Tengo alrededor de 12 peces de colores en mi tanque. Sugiero obtener un kit de prueba de calidad del agua de la pecera para monitorear el jardín mientras cicla biológicamente.

Cultivo microverduras y brotes al difundirlos sobre el medio de arcilla. Generalmente, mi regla con las plantas que cultivo es que sea mejor que pueda empezar a comerlas dentro de la semana o es mejor que tengan algunas propiedades medicinales.

Paso 48: el médico recomienda 7 raciones de frutas o verduras frescas

.. los de mi jardín inteligente son mis favoritos …

Paso 49: Vínculos en vivo de Smart Garden

Aquí hay algunos enlaces en vivo al jardín de mi oficina y otros. Actualice si no se carga nada al principio. Sé amable.

tendencias -

iconos -

animación -

alertando -

video -

el controlador v2 también admite video para secuencias de lapso de tiempo

ver también, ndovu, theurphy (la cámara de arriba), stupidsChickenCoop, ecoaldea y los demás con acceso público.

Segundo premio en el Concurso de Agua