Перейти к содержанию
ЛиС

xbSlick

  • записи
    3
  • комментариев
    219
  • просмотра
    5 662

Умная теплица - разработка "народного" контроллера на базе Raspberry Pi


xbSlick

42 298 просмотров

IMG_20170223_205618_HDR_2.thumb.jpg.4f75476b35be44a4b9c674c8a204caea.jpgПриветствую всех!
Есть предложение принять участие в разработке "народного" контроллера для "Умной теплицы": функционального и доступного по цене.
У моего друга несколько теплиц и он попросил меня помочь в автоматизации.

Идея НЕ нова и на просторах интернета множество статей на эту тему. Но я так и не смог найти готовое решение, которое было бы построено, проверено и зарекомендовало себя.

Вопросы и предложения по сотрудничеству можно высылать на почту: info@noda.com.ua

Подборка статей по теме:

Spoiler

1) Контроллер для теплицы на Arduino - ССЫЛКА

2) Arduino Mega. Контроллер теплицы. Хроники - ССЫЛКА

3) Arduino Mega. Контроллер теплицы. Хроники - 2 - ССЫЛКА

4) Теплица-полуавтомат с малиновыми мозгами - ССЫЛКА

5) Умная теплица в Telegram - ССЫЛКА (добавлено 25.02.17)

Само собой разумеется, что теплица должна сама себя поливать, проветривать и освещать.
Пол года "курились мануалы" и подбирались комплектующие.
На текущий момент, в целом, уже ясно что покупать и как собирать.
Был куплен первый контроллер, реле, несколько датчиков, корпус и БП.
Начата сборка...

Себестоимость готового устройства с датчиками и парой клапанов на воду оценивается около 3000,00 грн. (115 $)
Я человек технический, но относительно далекий от "тепличной тематики".
Подумал, что подобное устройство может быть интересно не только моему другу, но и кому то еще ))
На текущий момент у меня накопилось куча "тепличных" вопросов, например, по расположению датчиков, их количеству и т.п.

Иными словами, если тема интересная и перспективная - разыскиваются энтузиасты готовые принять участие в проекте: поделиться жизненным опытом, помочь в сборке электронных схем.

Готовое устройство будет иметь следующие функции:

1. Автополив по расписанию (часы реального времени с батарейкой, электромагнитные клапаны).
2. Климатконтроль (включение вентилятора или открытие фрамуг относительно датчиков температуры)
3. Досветка (включение света в темное время суток с определенной продолжительностью)
4. Дистанционное управление с компьютера, через локальную сеть (допускается управление теплицей с телефона или планшета в любом месте на земле), то есть ВЕБ ИНТЕРФЕЙС.

Повторяюсь, что бюджет устройства (комплектующие) составляет около 3000,00 грн. (115 у.е.).

В этом блоге буду описывать этапы построения устройства, его тестирование и наладку.

Всех неравнодушных прошу принять участие: мнением, советом, трудом.

Сайт проекта: www.noda.com.ua

Почта: info@noda.com.ua

Практика применения:

1) Тепличный комплекс из четырех теплиц 100*10 для выращивания фундука и клубники - ССЫЛКА

 

  • Нравится 5

147 Комментариев


Рекомендуемые комментарии



12 минуты назад, Ty144 сказал:

Есть у меня одна знакомая,огурцы лупит по 3-4 кг в день.Очень опытный тепличный работник,но ведь какая прожорливость!Да и для контроля работников,да злыдней всяких очень даже актуально

Да, когда твой продукт на корню лопают килограммами-это грустно. Я кстати в свой модуль буду ставить комплект видеонаблюдения очень тема актуальная и для меня. Но буду применять стандартный видеорегистратор-3 камеры контроля роста плюс одна под онлайн трансляцию. И к этому здоровенный резервированный дисковый массив)))

Ссылка на комментарий

10) Отображение показаний датчиков через вебинтерфейс

Доделал вебстраничку для отображения показаний датчиков с умной теплицы в режиме реального времени (обновление каждые 10 секунд). Код страницы написан на HTML, логика опроса датчиков и отображение значений - с использванием Javascript (библиотеки justGauge и Webiopi), визуальное оформление сделано при помощи CSS. Принцип работы построен на обращении библиотеки Javascript к коду на Python и обратном получении различных значений (текущее время, датчики, состояние выходов и т.п.). Более подробно функционал изложен на официальном сайте фреймворка WebiOpi здесь. Страничка работает стабильно, стрелки "бегают" а цифры "прыгают". Благодаря библиотеке justGauge стрелки ходят плавно, как на спидометре автомобиля, а цифры изменяются не рывками, а быстро пробегая все промежуточные значения. Настройки позволяют выбрать цвет фона (полукруга) над цифрами согласно текущих показаний, то есть температура в допустимых пределах - цвет зеленый, повышенная - красный. Доступ к странице осуществляется с любого устройства (ноутбук, планшет, телефон) через встроенный браузер (Firefox, Chrome, Opera), подключенного к той же локальной сети, что и контроллер или удаленное подключение через сервис Weaved.

VebYnterfeis_v_0_2.jpg

10.1. Описание полей.

VebYnterfeis_v_0_2_Nomera_polei_.jpgПоле №1: Показания температуры воздуха с цифрового датчика температуры DS18B20, подключение через шину 1-Wire.

Поле №2: Показания влажности с цифрового датчика влажности и температуры AM2301, подключение через персональный пин GPIO.

Поле №3: Показания освещенности с цифрового датчика TSL2561, подключение через шину i2c.

Поле №4: Показания атмосферного давления с цифрового датчика BME280 (пока отсутствует), подключение через шину i2c.

Поле №5: Показания температуры грунта с цифрового датчика DS18B20, шина 1-Wire.

Поле №6: Текущее время, установленное на контроллере, а не на ПК пользователя (!!!). Это дает возможность "сверять часы" между вами и контроллером. За точность и энергонезависимость (аккумулятор) отвечает модуль DS3231, первичная настройка вручную, а дальнейшая синхронизация через интернет по NTP.

Поле №7: Показания датчиков по зонам в теплице. В моем случае это два датчика DHT22, расположенных в одном месте, но на разной высоте (у земли и у зоны плодоношения). Здесь также могут "жить" показания о температуре воды в баке и т.п.

Поле №8: Поле для расположения элементов управления - находится в разработке. А именно: кнопки ручного и автоматического включения клапанов и освещения, выбор времени полива, досветки, управление фрамугами.

Поле №9: Показания состояния системы - температура процессора (ЦП) на контроллере Raspberry Pi и загрузка ЦП. На этапе тестирования и внедрения полезно мониторить не перегрузилась ли и не перегрелась ли "малина". К слову, с текущим функционалом загрузка ЦП, пока, не превышает 1%.

 

10.2. Вопросы для размышления:

  1. Правильность наименования полей.
  2. Правильность размещения полей, относительно их необходимости.
  3. Добавление других необходимых показаний.
Изменено пользователем xbSlick
Ссылка на комментарий

Идея со "спидометрами" хороша в виде дизайна....Как для меня лучше на картинке видеть план теплицы с примерным расположением датчиков Т и ОВВ.Это даст общую картину по больнице.Ведь на плане сразу видно расположение форточек и степень их открытия,регистров отопления(если они есть),вентилятора для циркуляции воздуха,грядок.Сразу можно видеть и анализировать.Че не так и где дует,ну или где прохладней и мокрей.
 А АД нужно только для гипертоников ИМХО.Я понимаю ,что АД получилось побочным от датчика влажности.
 

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
21 минуту назад, Ty144 сказал:

Идея со "спидометрами" хороша в виде дизайна....Как для меня лучше на картинке видеть план теплицы с примерным расположением датчиков Т и ОВВ.Это даст общую картину по больнице.Ведь на плане сразу видно расположение форточек и степень их открытия,регистров отопления(если они есть),вентилятора для циркуляции воздуха,грядок.Сразу можно видеть и анализировать.Че не так и где дует,ну или где прохладней и мокрей.

Да, согласен, я тоже об этом думал, но может быть нюанс. Не получится ли так, что интерфейс с теплицей не будет универсальным и под каждую теплицу его придется рисовать (расположение и количество датчиков, количество форточек и т.п.)? Если есть идея - можешь "накидать" ручкой на бумаге ?

28 минут назад, Ty144 сказал:

 А АД нужно только для гипертоников ИМХО.Я понимаю ,что АД получилось побочным от датчика влажности.

Да, так и есть, этот параметр как бы идет в нагрузку с другими параметрами. Но где-то в инете я прочитал что давление на что-то влияет )) Если этот параметр не важный - его можно убрать с центральной панели, уменьшить и "закинуть" в дальний угол.

Ссылка на комментарий
6 часов назад, xbSlick сказал:

 Но где-то в инете я прочитал что давление на что-то влияет )) Если этот параметр не важный - его можно убрать с центральной панели, уменьшить и "закинуть" в дальний угол.

  Данные по атмосферному давлению мне кажутся излишними, диапазон по освещенности надо увеличить на пару порядков.

Ссылка на комментарий
6 часов назад, Greeds74 сказал:

Паша, приветствую.

Мне тут в моём архиве пара книг интересных попалась по твоей малиновой тематике - посмотри, может что и пригодится.

Миша, благодарствую!

Полистаю...

Ссылка на комментарий

11) Плата расширения "GreenPi" для Raspberry Pi, версия 0.2.

IMG_20170223_205618_HDR_2.jpgIMG_20170223_210411_HDR.jpgIMG_20170223_210434_HDR.jpg

IMG_20170227_210713_HDR.jpg

 

Список изменений:

  1. Убраны клемники: места занимают много, а толку от них мало (внешние разъемы для периферии планируется сделать прямо на корпусе). Их место заняли штыревые контакты и модули.
  2. Добавлен АЦП на базе микросхемы ADS1115 (подключение по i2c). На фото снизу слева. Рядом выведены контакты для подключения 4-х аналоговых устройств (датчик ветра, кнопки, датчик расхода воды и т.п.).
  3. Добавлены и настроены часы реального времени DS3231 (подключение по i2c). Вместо батарейки установлен аккумулятор - LIR2032. Модуль "прописан" в системе и при пропадании питания, сразу после включения, система синхронизирует системные часы с модулем. При наличии интернета "Малина", также, корректирует свое время по NTP.
  4. Выведен светодиод для "Следящей собаки" (на фото - синий): в основную исполняющую программу вставлен код для мигания светодиодом. Если система работает, и программа исполняется - светодиод мигает, если система "подвисла" - светодиод тоже "подвисает" в одном из состояний. К слову, за пол года использования "малина" еще ни разу не зависала и "собака" больше полезна для индикации полной загрузки системы после включения (сброса).
  5. Разведены отдельные контакты для датчиков DHT21, DHT22 (каждый на свой пин GPIO).
Изменено пользователем xbSlick
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
В 25.10.2016 в 20:07, xbSlick сказал:

3) КЛАПАНЫ ДЛЯ ВОДЫ:

Новое-Поступление-Пластиковый-Электрический-12-В-Воды-Электромагнитный-Клапан-DC-3-4-N-C-Нормально-Закрытый.jpg_50x50.jpgПри подборе клапана для воды первый выбор пал на самый дешевый китайский вариант электромагнитного клапана на 12 вольт (первое фото). Были заказаны модели на 1/2" и 3/4" (варианты на 1" тоже есть, но встречаются реже и стоят напорядок дороже). При сравнении внутреннего диаметра, размеры оказались практически идентичными, то есть пропускная способность клапанов одиннаковая (обман на ровном месте). В глаза сразу бросается хрупкость и ненадежность конструкции. Подобный клапан, при использовании в теплице, нуждается в "защите", то есть его необходимо устанавливать в корпус. "Питается" клапан от 12 вольт постоянного тока. Китайцы просят за него около 120,00 грн. (4,5 $).

Слава труду! Протестировал 3и варианта "верхних " клапанов.Вставлю свои три копейки.Плюсы:цена(от 2евр),открытие начинается при 7-8В,ток потребления 200-350мА в зависимости от производителя,пластиковые внутренности-не будет отложения всяких солей если использовать для питания,пропускная способность достаточна для питания 60-80М 16ти миллиметровой компенсированной трубки.
 Минусы: нужно минимальное давление системы(70-80см от уровня клапана не хватает,бак/бочку нужно поднимать выше),именно этот что на картинке нужно как то защищать от прямого попадания воды на контакты.Но есть модели с крышкой.
 Но цена побеждает все минусы.Можно купить десяток.Даже если 1/3 выйдет из строя,то ну и фиг с ним.

Изменено пользователем xbSlick
Ссылка на комментарий

Спасибо, очень ценная инфа! Если б еще пару фоток с "полигона" или ссылку на описание с ценой ))

З.Ы.: Да, цитировать ВЕСЬ текст не обязательно, можно и частично ;)

Ссылка на комментарий

Завтра постараюсь,Паша.Да и на счет рисунков по расположению датчиков тоже.Я был ущербным более 3х суток-ураган Дорис сдул все-и мобильную и интернетовскую связь. :) Хочу погонять клапан от основного бака в 1Т но поднятого на 1.5м.Будем посмотреть.

извиняюсь за "простыни"-спешил.Если можешь подчистить,то подчисть.А то нечитабельно.

Ссылка на комментарий

 Моё ИМХО на счет клапанов на переменке: мы колхозники не избалованы постоянством сети.Поэтому клапана на переменке не очень хороший вариант.Возникла идея,как из гуано конфетку: нельзя ли запользовать автомобильный топливный насос,тот который в баке стоит?Рассчитан на долгую работу,есть минимальная фильтрация,и есть поплавковая штучка,которую можно использовать для измерения уровня жидкости.Питание 12В постоянного.И никаких дополнительных танцев с трансформаторами.Ну и на свалках можно найти почти даром.
 Какие будут комментарии?

Ссылка на комментарий

Нельзя, перекачивающая среда другая, тем более, что это все указано в паспортах на насос и клапана и т.д..

Изменено пользователем Roman49
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий

Алик, есть электроклапаны с двумя устойчивыми состояниями. Включаются-выключаются короткими импульсами противоположной полярности. Может пригодится Вам  https://ru.aliexpress.com/item/5pcs-DN15-Pilot-pulsed-solenoid-valve-smart-flush-valve-pulse-valve-low-power-solenoid-valve-bistable/32615156810.html?spm=2114.41010308.4.37.yQqY4u
Я такими не пользовался. У меня клапаны для полива на АС 220В.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий

 Петр,эти клапана судя по характеристикам 0,02мРа-... не совсем то.Аналог тех,что были наверху.Но подороже.Не будут они работать при разнице высоты 0.5м.В зависимости от состава воды могут зарастать внутри,так как корпус латунный.

 

Ссылка на комментарий

Да, эти пилотного действия. Но в открытом состоянии они удерживаются без тока. При акуммуляторном питании самое то. У себя никогда не замечал зарастания латунных клапанов.
Для 0.5 м нужно только прямого действия или кран с электроприводом.

Ссылка на комментарий

А вот под Новороссийском у Миши(Greeds74) зарастали те которые с латунными кишками.Все ведь от воды зависит.Наверное надо насосики какие ставить от фонтанов?У тех и производительность(от200Л/ч) и аппетит(5-8Вт) и цена(4-7Дорралоф) привлекают.

Ссылка на комментарий
3 часа назад, Ty144 сказал:

Моё ИМХО на счет клапанов на переменке: мы колхозники не избалованы постоянством сети.Поэтому клапана на переменке не очень хороший вариант.

Давайте пробовать и обсуждать. Я сторонник использования комплектующих согласно их предназначения. Могут быть отступления от ТТХ, но ВСЮ систему из "гуано" я бы не строил. Клапаны на 24В (переменка) не самый удобный вариант, но, полагаю, что производитель не дурак (США). Видимо, величина по напряжению и его тип (переменка) выбраны с целью уменьшения потерь на кабеле и безопасности для здоровья (все таки не 220 в.). Кроме того, более крепкого и надежного исполнения клапана за эти деньги я не нашел. Полив - это стратегически важный вопрос для теплицы. Не хотелось бы ,что бы клапан развалился в процессе работы и затопил соседей снизу )) Бесспорно, 12 вольт намного удобнее, давайте вместе искать "золотую середину".

Ссылка на комментарий
1 час назад, xbSlick сказал:

производитель не дурак (США).

Скорее всего просто нюансы америкосовских safety regulations.У нас,например, весь рабочий инструмент на стройке только на 110В.Все питание через трансы переносные.

5 часов назад, Roman49 сказал:

все указано в паспортах на насос

где бы их еще посмотреть?Дайте глянуть,пожалуйста.

1 час назад, xbSlick сказал:

ВСЮ систему из "гуано" я бы не строил.

Мы ведь все работаем над золотой серединой.Если весь мозг со всеми приблудами влазит в рамки 200 монет,то за пару добротных клапанов платить 50-60 монет как то некамильфо.Не то что денех жалко,но как то .....Можно ведь наверняка найти и другое решение.
 Вот только чем не подходит по коррозийной устойчивости топливный насос?Соляра,да бензин тоже не инертные жидкости.А по доступности(именно для меня) стоит три копейки и 20 минут езды.еще не забываем факторы воровства.Красивая блестящая бронзотой штукенция...Мне то пофигу.У нас все застраховано.И наступление страхового случая это как выигрыш в лотерею. Верну все взад в два раза больше. :)

1 час назад, xbSlick сказал:

затопил соседей снизу ))

для домашнего выращивания тогда шаговый с перистальтикой.Hадежно, супер точно и легко управляемо.

Ссылка на комментарий
1 час назад, Ty144 сказал:

за пару добротных клапанов платить 50-60 монет как то некамильфо.

О каких клапанах идет речь ? Те, что работают на переменке (Hunter PGV-100G-B) у нас стоят по 15 у.е.

Ссылка на комментарий

День добрый, коллеги! Пропустил я много интересного в обсуждении - но просто обязан добавить свои три копейки.

15 часов назад, Ty144 сказал:

А вот под Новороссийском у Миши(Greeds74) зарастали те которые с латунными кишками.

В моём случае зарастание проявилось в том, что клапан просто перестал закрываться при снятии питания - благо автоматика умная, распознала утечку))) Дело в том, что клапана прямого действия потребляют большой ток - связано с их принципом действия.  Но отложения происходят не внутри корпуса, а там, где идёт нагрев катушкой  - в самом блоке плунжерном, там, где пружина возвратная. Так что если таким клапаном пользоваться интенсивно - то надо обязательно ему тех.обслуживание регулярно делать.

Ещё тяжелее будет ситуация с клапаном пластиковым прямого действия - если в моём случае массивный бронзовый корпус играл роль теплоотвода, то пластик не настолько хорошо проводит тепло. Кстати -мой клапан на 24В потреблял 1,7А.

И конечно же, Ty144 абсолютно прав - всё сугубо индивидуально и  зависит от качества воды.У меня вода изначально имеет высокую концентрацию солей.

В случае минеральной воды самый правильный выбор - клапан шаровый с моторизированным электроприводом.

 

Ссылка на комментарий
1 час назад, Greeds74 сказал:

В моём случае зарастание проявилось в том, что клапан просто перестал закрываться при снятии питания - благо автоматика умная, распознала утечку)))

Вот такое было и у меня. Вместо автоматики я сам быстро распознал неисправность, когда увидел, что в момент полива огуречной теплицы происходит полив и томатной, хотя не должен. За три года это единственный случай с клапаном на АС 220В. 

В случае с клапанами на DC необязательно всё время подавать рабочее напряжение на клапан. Достаточно и половины, а точнее надо измерить напряжение, при котором открытый клапан уверенно удерживается в этом положении. Схема элементарная - и нагрева не будет, и нагрузку снижаем.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйте новый аккаунт в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы используем файлы cookie, чтобы улучшить работу сайта. Дальнейшее пребывание на сайте означает согласие с их применением.