Zautomatyzowana inteligentna akwaponika (z pulpitem nawigacyjnym w chmurze): 11 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Akwaponika pozwala uprawiać własną żywność organiczną w dowolnym miejscu (wewnątrz lub na zewnątrz), na bardzo mniejszej przestrzeni, z większym wzrostem, mniejszym zużyciem wody i bez żadnych zewnętrznych nawozów chemicznych. Możesz także monitorować warunki na pulpicie nawigacyjnym w chmurze.

System wykorzystuje wodę zmieszaną z odpadami rybnymi do podlewania roślin. Kiedy woda zmieszana z rybnymi odchodami spływa w dół gleby, pozostawia rybne odchody w glebie, czysta woda wypływa z doniczki i wraca z powrotem do akwarium. Odpady rybne pozostawione w glebie działają jak naturalny obornik do wzrostu roślin uprawianych w tej glebie. Ponadto woda wpadająca z powrotem do akwarium niesie ze sobą tlen dla ryb. Dlatego akwarium nie będzie wymagało żadnego zewnętrznego aeratora ani cotygodniowego czyszczenia.

Kieszonkowe dzieci

1. Raspberry Pi 3 Model B x1
2. (OPCJONALNIE) Wiznet W6100 (lub dowolna inna osłona Ethernet dla Arduino) x1
3. (OPCJONALNIE) Arduino Uno x1
4. Czujnik temperatury i wilgotności DHT11 x1
5. Czujnik wilgotności gleby z zaciskami śrubowymi x1
6. Zatapialna pompa wodna (zalecane 18 W lub więcej dla większej liczby poziomów pionowych) x1
7. Moduł przekaźnikowy (min. 2 kanały) x1
8. Żarówka LED x1 (lub więcej w zależności od wielkości systemu)
9. Oprawka żarówki x1 (lub więcej w zależności od liczby żarówek LED w systemie)
10. Wodociąg
11. Lutownica x1
12. Drut lutowniczy x1
13. Albo rurka termokurczliwa, albo taśma izolacyjna x1
14. Taśma dwustronna x1
15. Plastikowa wanna
16. Plastikowe tace/garnki
17. (OPCJONALNIE) Śruby i wiertarka

Krok 1: Przygotowanie materiałów eksploatacyjnych

Zaopatrz się w wymienione powyżej zapasy w jednym miejscu. Po prostu je kup, jeśli ich nie masz. Będziesz także potrzebować podstawowych narzędzi, takich jak śrubokręty, ściągacze izolacji i nożyczki. Będziesz także chciał mieć dobrą taśmę dwustronną (ja użyłem 3M), aby przykleić komponenty tam, gdzie jest to konieczne. Można również trwale zamocować elementy za pomocą wkrętów i wiertarki, aby wywiercić otwór na wkręty. Będziesz także potrzebował lutownicy i drutu lutowniczego do wykonania okablowania. Ważne jest, aby zakryć lutowanie lub inne połączenia przewodów rurką termokurczliwą lub taśmą izolacyjną.

Krok 2: Konfiguracja tac

Ułóż tace pionowo nad dolną wanną. Dolna wanna będzie zawierała ryby, a górne będą miały rośliny. Możesz użyć małego plastikowego stolika, aby utrzymać górną tacę, jeśli masz tylko jeden poziom roślin, lub możesz mieć własną tacę lub stosy doniczek, aby ułożyć tace/doniczki jedna nad drugą.

Krok 3: Instalacja wodociągowa 1 – Konfiguracja systemu zaopatrzenia w wodę

Podłącz jeden koniec rury wodnej do pompy zanurzeniowej i poprowadź rurę wodną do tac/garnków. Możesz mieć rury PCV z otworami biegnącymi wokół tac, aby spryskiwać rośliny na tej tacy i podłączyć fajkę wodną do tych rur PCV. Lub, jeśli Twój system jest mały, możesz zrobić otwory w fajce wodnej i poprowadzić fajkę wodną wokół tac, tak aby woda, która przepływała przez rurę, rozpryskiwała się na rośliny w tacy/doniczce.

Krok 4: Instalacja wodno-kanalizacyjna 2 - System powrotu wody

Zrób otwór w dnie każdej tacy/doniczki, aby nadmiar wody spłynął. Możesz połączyć każdy z tych otworów rurami z PVC i sprawić, że woda ze wszystkich tych otworów wejdzie do sieci rur, która ostatecznie wejdzie do dolnej wanny, w której będą znajdowały się ryby.

Krok 5: Napełnij garnki/tace

Umieść kilka kulek żwiru lub gliny na dnie garnków lub tac. Odbywa się to tak, aby drobinki piasku nie spływały przez otwór wraz z nadmiarem wody i nie wchodziły do dolnej wanny z rybami. Następnie napełnij doniczki/tace ziemią i posadź rośliny, które chcesz uprawiać.

Krok 6: Przetestuj system tak, jak jest (całkowicie opcjonalny, ale dobry do zrobienia)

Napełnij dolną wannę czystą wodą, włącz na minutę pompę zanurzeniową i pozwól wodzie przepływać przez system. Tylko upewnij się, że nadmiar wody spływającej z garnków/wann jest czysty i nie zawiera błota.

Krok 7: Konfiguracja Raspberry Pi

1. Zainstaluj Raspbian OS na Raspberry Pi.
2. Podłącz Raspberry Pi do swojej sieci Wi-Fi.
3. Pobierz kod Raspberry Pi z tego linku (lub z pliku.zip przesłanego w tym kroku).
4. Rozpakuj pliki kodu (jeśli zostały pobrane z pliku.zip)
5. Skopiuj pliki do folderu na swoim Raspberry Pi.
6. Ustaw plik main.py do wykonania przy starcie Raspberry Pi. (Możesz kliknąć ten link, aby dowiedzieć się, jak ustawić programy do uruchamiania przy starcie)

Krok 8: Wykonaj połączenia elektryczne

Wykonaj połączenia elektryczne, jak pokazano na powyższym obrazku. Używanie Arduino i osłony Ethernet dla Arduino jest całkowicie opcjonalne. Posiadanie jednego działałoby jako kopia zapasowa, jeśli Raspberry Pi w dowolnym momencie nie połączy się z Wi-Fi.

Upewnij się również, że na Raspberry Pi i moduł przekaźnika nie spada woda. Woda na Raspberry Pi lub module przekaźnikowym może spowodować zwarcie i uszkodzenie systemu. Zwarcie może nawet doprowadzić do pożaru. Możesz pokryć Raspberry Pi i moduł przekaźnika dowolnym materiałem, który nie pozwala na przepływ wody.

Umieść czujniki we właściwym miejscu, jak pokazano na filmie na początku tego postu i włącz system.

Raspberry Pi ma uruchomiony skrypt automatyzacji. Skrypt automatyzacji dba o zaopatrzenie w wodę Twoich roślin, a także oświetlenie na podstawie odczytów z czujników. Dzięki temu nie musisz się martwić o swoje rośliny w dowolnym momencie.

Krok 9: Posiadanie pulpitu nawigacyjnego do monitorowania stanu Twojego systemu

Backend zbudowałem przy użyciu Django do zbierania danych i dostarczenia dashboardu do wyświetlania podstawowych analiz dotyczących danych zebranych z Twojego systemu. Możesz mieć wiele systemów w różnych szklarniach połączonych z zapleczem. Ułatwia to zarządzanie wieloma systemami w różnych szklarniach w jednym miejscu. Możesz także nadać fajną nazwę dla swoich szklarni i roślin na desce rozdzielczej.

Deska rozdzielcza umożliwia również ręczne sterowanie oświetleniem i pompami systemu, kiedy tylko chcesz.

Możesz pobrać kod dla zaplecza z mojego repozytorium GitHub (lub linku poniżej tego kroku) i wdrożyć go na wybranych platformach w chmurze. Kod jest dostarczany z gotowym do wdrożenia na platformie chmurowej Heroku, ale można go wdrożyć na dowolnej wybranej platformie chmurowej (Amazon Web Services, Google Cloud Platform, itp.), po prostu powołując się na instrukcje/dokumentację dotyczącą wdrażania aplikacji internetowych opartych na Django na tej konkretnej platformie w chmurze.

Krok 10: Uruchom system z czystą wodą na 24 godziny

Napełnij dolną wannę czystą wodą i uruchom przez 24 godziny. Sprawdź wodę w dolnej wannie po 24 godzinach. Jeśli woda w wannie nie jest czysta, wymień ją na czystą i uruchom system na kolejne 24 godziny. Powtarzaj ten proces, aż dostaniesz czystą wodę w dolnej wannie. W przeciwnym razie, jeśli woda jest czysta, dobrze jest przejść do następnego kroku. Zmiana wody, aż uzyskasz czystą wodę, wykona ostatnią część czyszczenia w twoim systemie, zanim włożysz ryby.

Krok 11: Włóż ryby

Polecam używać ryb Koi do systemu, ponieważ wiadomo, że wytwarza dużo odpadów, ale możesz umieścić dowolną podobną rybę, która jest łatwo dostępna w twoim regionie. Włóż ryby do dolnej wanny wypełnionej czystą wodą, a także wlej więcej wody do wanny po jednokrotnym podlaniu roślin przez system. Ma to na celu upewnienie się, że w systemie jest wystarczająca ilość wody.

Ponadto uzupełniaj wodę w razie potrzeby, ponieważ woda zostanie utracona w wyniku parowania. I nakarm ryby na czas.

Możesz ruszać!! Życzę Ci wszystkiego najlepszego na drodze do zdrowego, ekologicznego i domowego jedzenia.

Dziękuję!