Geautomatiseerde Smart Aquaponics (met cloudgebaseerd dashboard) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Met Aquaponics kun je overal (binnen of buiten) je eigen biologische voedsel telen, in zeer minder ruimte, met meer groei, minder waterverbruik en zonder externe chemische meststoffen. Ook kunt u de voorwaarden volgen op een cloudgebaseerd dashboard.

Het systeem gebruikt water vermengd met visafval om de planten water te geven. Wanneer het water vermengd met visafval door de grond stroomt, laat het de visafval in de grond achter, het schone water komt uit de pot en komt terug in het aquarium. Het visafval dat in de bodem achterblijft, fungeert als natuurlijke mest voor de groei van gewassen die in die bodem worden geplant. Ook draagt het water dat terug in het aquarium komt zuurstof mee voor de vissen. Daarom heeft het aquarium geen externe beluchter of wekelijkse reiniging nodig.

Benodigdheden

1. Raspberry Pi 3 Model B x1
2. (OPTIONEEL) Wiznet W6100 (of een ander Ethernet Shield voor Arduino) x1
3. (OPTIONEEL) Arduino Uno x1
4. DHT11 Temperatuur- en vochtigheidssensor x1
5. Bodemvochtsensor met schroefklemmen x1
6. Dompelpomp (aanbevolen 18W of hoger voor meer verticale niveaus) x1
7. Relaismodule (min. 2 kanalen) x1
8. LED-lamp x1 (of meer afhankelijk van de grootte van het systeem)
9. Lamphouder x1 (of meer afhankelijk van het aantal LED-lampen dat je in je systeem hebt)
10. Waterpijp
11. Soldeerbout x1
12. Soldeerdraad x1
13. Ofwel krimpkous of isolatietape x1
14. Dubbelzijdige tape x1"
15. Kunststof bak
16. Kunststof schalen/potten
17. (OPTIONEEL) Schroeven en boormachine

Stap 1: De benodigdheden klaarmaken

Bewaar de hierboven genoemde benodigdheden op één plek. Koop ze gewoon als je ze niet hebt. U hebt ook basisgereedschap nodig, zoals schroevendraaiers, draadstrippers en scharen. Je zult ook wat goede dubbelzijdige tape willen hebben (ik heb 3M gebruikt) om de componenten waar nodig te plakken. U kunt de componenten ook permanent bevestigen met schroeven en een boormachine om een gat voor de schroeven te boren. Je hebt ook een soldeerbout en soldeerdraad nodig om de bedrading voor elkaar te krijgen. Het is belangrijk om de soldeer- of andere draadverbindingen af te dekken met een krimpkous of wat isolatietape.

Stap 2: De lades instellen

Stapel de trays verticaal op boven de onderste kuip. De onderste bak zal de vissen bevatten en de bovenste bakken zullen de planten bevatten. Je kunt ofwel een kleine plastic tafel gebruiken om de bovenste tray te bewaren als je maar één niveau planten hebt, of je kunt je eigen tray of potstapels hebben om je trays/potten boven elkaar te stapelen.

Stap 3: Sanitair 1 - Het watertoevoersysteem instellen

Sluit het ene uiteinde van de waterleiding aan op de dompelpomp en laat de waterleiding door de bakken/potten lopen. Je kunt PVC-buizen met gaten om je trays laten lopen om water over de planten in die tray te sprenkelen en de waterpijp op die PVC-buizen laten aansluiten. Of als uw systeem klein is, kunt u gaten maken in de waterleiding en de waterleiding rond de trays laten lopen, zodat overal waar water door de leiding stroomt, het over de planten in de tray/pot sprenkelt.

Stap 4: Sanitair 2 - Waterretoursysteem

Maak een gat in de bodem van elke bak/pot zodat het overtollige water kan weglopen. Je kunt elk van die gaten door PVC-buizen verbinden en het water uit al die gaten laten komen in het netwerk van pijpen dat uiteindelijk in de onderste kuip komt waar de vissen in zouden zitten.

Stap 5: Vul de potten/trays

Leg wat grind- of kleibolletjes op de bodem van de potten of de trays. Dit wordt gedaan zodat de zanddeeltjes niet samen met het overtollige water door het gat weglopen en in de bodemkuip terechtkomen met de vissen erin. Vul vervolgens de potten/trays met aarde en plant de gewassen/planten die je wilt kweken.

Stap 6: Test het systeem zoals het is (volledig optioneel, maar goed om te doen)

Vul het onderste bad met schoon water, zet de dompelpomp een minuut aan en laat het water door het systeem stromen. Zorg ervoor dat het overtollige water dat uit de potten/kuipen loopt schoon is en geen modder bevat.

Stap 7: De Raspberry Pi instellen

1. Installeer Raspbian OS op de Raspberry Pi.
2. Verbind de Raspberry Pi met je wifi-netwerk.
3. Download de Raspberry Pi-code via deze link (of via het.zip-bestand dat bij deze stap is geüpload).
4. Pak de codebestanden uit (indien gedownload van het.zip-bestand)
5. Kopieer de bestanden naar een map op je Raspberry Pi.
6. Stel het main.py-bestand in om uit te voeren bij het opstarten van Raspberry Pi. (U kunt deze link volgen om te leren hoe u programma's kunt instellen om bij het opstarten te worden uitgevoerd)

Stap 8: Maak de elektrische aansluitingen

Maak de elektrische aansluitingen zoals weergegeven in de afbeelding hierboven. Het gebruik van Arduino en een ethernet-schild voor de Arduino is volledig optioneel. Het hebben van een zou als back-up dienen als de Raspberry Pi op geen enkel moment verbinding kan maken met uw wifi.

Zorg er ook voor dat er geen water op de Raspberry Pi en de Relay-module valt. Water op Raspberry Pi of Relay-module kan kortsluiting veroorzaken en uw systeem beschadigen. Een kortsluiting kan zelfs leiden tot brand. Je kunt je Raspberry Pi en je relaismodule afdekken met materiaal waar geen water in kan stromen.

Plaats de sensoren op de juiste plaats zoals gedemonstreerd in de video aan het begin van dit bericht en zet het systeem aan.

Op de Raspberry Pi draait een automatiseringsscript. Het automatiseringsscript zorgt voor de watertoevoer naar uw planten, maar ook voor de verlichting op basis van de sensormetingen. U hoeft zich dus op geen enkel moment zorgen te maken over uw planten.

Stap 9: Een dashboard hebben om de condities van uw systeem te controleren

Ik heb de backend gebouwd met Django om de gegevens te verzamelen en een dashboard te leveren om basisanalyses weer te geven over de gegevens die van uw systeem zijn verzameld. U kunt meerdere systemen over verschillende kassen koppelen aan de back-end. Dit maakt het voor u gemakkelijker om meerdere systemen in uw verschillende kassen op één plek te beheren. Je kunt je kassen en planten ook een stoere naam geven op het dashboard.

Met het dashboard kunt u ook de lichten en pompen van uw systeem handmatig bedienen wanneer u maar wilt.

Je kunt de code voor de back-end downloaden van mijn GitHub-repository (of de link onder deze stap) en deze implementeren op cloudplatforms naar keuze. De code wordt geleverd met een kant-en-klare implementatie op het Heroku-cloudplatform, maar u kunt implementeren op elk cloudplatform van uw keuze (Amazon Web Services, Google Cloud Platform, enz.) door alleen de instructies/documentatie te raadplegen voor het implementeren van op Django gebaseerde webapplicaties op dat specifieke cloudplatform.

Stap 10: Laat het systeem 24 uur met schoon water draaien

Vul het onderste bad met schoon water en laat het 24 uur lopen. Controleer het water in het onderste bad na 24 uur. Als het water in de kuip niet schoon is, vervang het water dan door schoon water en laat het systeem nog 24 uur draaien. Herhaal dit proces totdat u schoon water in het onderste bad krijgt. Anders, als het water schoon is, bent u klaar om naar de volgende stap te gaan. Het water verversen totdat je schoon water krijgt, zal het laatste beetje schoonmaken in je systeem doen voordat je de vissen erin stopt.

Stap 11: Zet de vissen in

Ik zou je aanraden om Koi-vissen voor het systeem te gebruiken, omdat het bekend is dat het veel afval produceert, maar je kunt elke vergelijkbare vis inbrengen die gemakkelijk verkrijgbaar is in jouw regio. Zet de vissen in de onderste kuip gevuld met schoon water, en doe ook meer water om de kuip te vullen nadat het systeem de planten eenmaal water heeft gegeven. Dit is om ervoor te zorgen dat er voldoende water in het systeem zit.

Vul het water ook bij wanneer dat nodig is, omdat er water verloren gaat door verdamping. En voer de vissen op tijd.

Je bent klaar om te gaan!! Ik wens je het allerbeste voor je reis in het eten van gezond, biologisch en zelfgekweekt voedsel.

Bedankt!