Acquaponica intelligente automatizzata (con dashboard basata su cloud): 11 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Aquaponics ti consente di coltivare il tuo cibo biologico ovunque (indoor o outdoor), in molto meno spazio, con più crescita, meno consumo di acqua e senza fertilizzanti chimici esterni. Inoltre, puoi monitorare le condizioni su una dashboard basata su cloud.

Il sistema utilizza acqua mista a scarti di pesce per innaffiare le piante. Quando l'acqua mista ai rifiuti di pesce scende nel terreno, lascia i rifiuti di pesce nel terreno, l'acqua pulita esce dalla pentola ed entra nuovamente nell'acquario. Gli scarti di pesce lasciati nel terreno fungono da concime naturale per la crescita delle colture piantate in quel terreno. Inoltre, l'acqua che rientra nell'acquario trasporta con sé l'ossigeno per i pesci. Pertanto, l'acquario non richiederà alcun aeratore esterno o pulizia settimanale.

Forniture

1. Raspberry Pi 3 Modello B x1
2. (OPZIONALE) Wiznet W6100 (o qualsiasi altro Ethernet Shield per Arduino) x1
3. (OPZIONALE) Arduino Uno x1
4. DHT11 Sensore di temperatura e umidità x1
5. Sensore di umidità del suolo con terminali a vite x1
6. Pompa dell'acqua sommergibile (consigliata 18W o superiore per più livelli verticali) x1
7. Modulo relè (min. 2 canali) x1
8. Lampadina LED x1 (o più a seconda delle dimensioni del sistema)
9. Portalampada x1 (o più a seconda del numero di lampadine a LED che hai nel tuo sistema)
10. Tubo dell'acqua
11. Saldatore x1
12. Filo di saldatura x1
13. Tubo termoretraibile o nastro isolante x1
14. Nastro biadesivo x1
15. Vasca di plastica
16. Vassoi/vasi di plastica
17. (OPZIONALE) Viti e trapano

Passaggio 1: preparare i materiali di consumo

Ottieni le forniture elencate sopra in un unico posto. Basta acquistarli se non li hai. Avrai anche bisogno di strumenti di base come cacciaviti, spellafili e forbici. Avrai anche bisogno di un buon nastro biadesivo (ho usato 3M) per attaccare i componenti dove necessario. È inoltre possibile fissare in modo permanente i componenti utilizzando viti e un trapano per praticare un foro per le viti. Avresti anche bisogno di un saldatore e di un filo per saldare per eseguire il cablaggio. È importante coprire la saldatura o qualsiasi altro giunto di filo con un tubo termoretraibile o del nastro isolante.

Passaggio 2: installazione dei vassoi

Impilare i vassoi verticalmente sopra la vasca inferiore. La vasca inferiore conterrà i pesci e i vassoi superiori conterranno le piante. Puoi usare un tavolino di plastica per tenere il vassoio superiore se hai solo un livello di piante, oppure puoi avere il tuo vassoio o pile di vasi per impilare i vassoi/vasi uno sopra l'altro.

Passaggio 3: impianto idraulico 1 - Configurazione del sistema di approvvigionamento idrico

Collegare un'estremità del tubo dell'acqua alla pompa sommersa e far scorrere il tubo dell'acqua sui vassoi/pentole. Puoi avere tubi in PVC con fori che corrono intorno ai tuoi vassoi per spruzzare acqua sulle piante in quel vassoio e avere il tubo dell'acqua collegato a quei tubi in PVC. Oppure, se il tuo sistema è piccolo, puoi praticare dei fori sul tubo dell'acqua e far scorrere il tubo dell'acqua attorno ai vassoi in modo che ovunque l'acqua scorra attraverso il tubo, spruzzi sulle piante nel vassoio/vaso.

Fase 4: Impianto idraulico 2 - Sistema di ritorno dell'acqua

Praticare un foro sul fondo di ogni vassoio/pentola per far defluire l'acqua in eccesso. Puoi collegare ciascuno di quei fori tramite tubi in PVC e far entrare l'acqua da tutti quei fori nella rete di tubi che alla fine entra nella vasca inferiore che avrebbe i pesci al suo interno.

Passaggio 5: riempire i vasi/vassoi

Metti delle palline di ghiaia o argilla sul fondo dei vasi o dei vassoi. Questo viene fatto in modo che le particelle di sabbia non fuoriescano attraverso il foro insieme all'acqua in eccesso ed entrino nella vasca inferiore con i pesci al suo interno. Quindi, riempi i vasi/vassoi di terra e pianta le colture/piante che vuoi coltivare.

Passaggio 6: testare il sistema così com'è (totalmente facoltativo, ma buono da fare)

Riempi la vasca inferiore con acqua pulita, accendi la pompa sommersa per un minuto e lascia che l'acqua scorra attraverso il sistema. Assicurati solo che l'acqua in eccesso che fuoriesce dalle pentole/vasche sia pulita e non contenga fango.

Passaggio 7: configurazione del Raspberry Pi

1. Installa il sistema operativo Raspbian sul Raspberry Pi.
2. Collega il Raspberry Pi alla tua rete WiFi.
3. Scarica il codice Raspberry Pi da questo link (o dal file.zip caricato in questo passaggio).
4. Decomprimi i file di codice (se scaricati dal file.zip)
5. Copia i file in una cartella sul tuo Raspberry Pi.
6. Imposta il file main.py da eseguire all'avvio di Raspberry Pi. (Puoi seguire questo link per sapere come impostare i programmi per l'esecuzione all'avvio)

Passaggio 8: eseguire i collegamenti elettrici

Effettuare i collegamenti elettrici come mostrato nell'immagine sopra. L'uso di Arduino e uno scudo ethernet per Arduino è totalmente facoltativo. Avere uno fungerebbe da backup se il Raspberry Pi non riesce a connettersi al tuo WiFi in qualsiasi momento.

Inoltre, assicurati che non cada acqua sul Raspberry Pi e sul modulo Relay. L'acqua sul Raspberry Pi o sul modulo Relay può causare un cortocircuito e danneggiare il sistema. Un cortocircuito può persino provocare un incendio. Puoi coprire il tuo Raspberry Pi e il tuo modulo Relay con qualsiasi materiale che non consenta all'acqua di fluire al suo interno.

Posiziona i sensori nel posto giusto come mostrato nel video all'inizio di questo post e accendi il sistema.

Il Raspberry Pi ha uno script di automazione in esecuzione su di esso. Lo script di automazione si occupa dell'approvvigionamento idrico delle tue piante e anche dell'illuminazione in base alle letture dei sensori. Quindi, non devi preoccuparti delle tue piante in qualsiasi momento.

Passaggio 9: avere una dashboard per monitorare le condizioni del sistema

Ho creato il backend utilizzando Django per raccogliere i dati e fornire una dashboard per visualizzare analisi di base sui dati raccolti dal tuo sistema. Puoi avere più sistemi in varie serre collegati al back-end. Ciò semplifica la gestione di più sistemi nelle varie serre in un unico posto. Puoi anche dare un bel nome alle tue serre e piante sul cruscotto.

Il cruscotto ti consente anche di controllare manualmente le luci e le pompe del tuo sistema ogni volta che vuoi.

Puoi scaricare il codice per il back-end dal mio repository GitHub (o dal link sotto questo passaggio) e distribuirlo su piattaforme cloud di tua scelta. Il codice è pronto per l'implementazione sulla piattaforma cloud Heroku, ma puoi implementare su qualsiasi piattaforma cloud di tua scelta (Amazon Web Services, Google Cloud Platform, ecc.) semplicemente facendo riferimento alle istruzioni/documentazione per l'implementazione di applicazioni web basate su Django su quella particolare piattaforma cloud.

Passaggio 10: eseguire il sistema con acqua pulita per 24 ore

Riempi la vasca inferiore con acqua pulita e falla funzionare per 24 ore. Controllare l'acqua nella vasca inferiore dopo 24 ore. Se l'acqua nella vasca non è pulita, sostituire l'acqua con acqua pulita e far funzionare il sistema per altre 24 ore. Ripeti questo processo finché non ottieni acqua pulita nella vasca inferiore. Altrimenti, se l'acqua è pulita, sei a posto per il passaggio successivo. Cambiare l'acqua fino a quando non si ottiene acqua pulita farà l'ultimo pezzo di pulizia nel tuo sistema prima di mettere i pesci dentro.

Passaggio 11: metti i pesci dentro

Ti consiglierei di utilizzare i pesci Koi per il sistema poiché è noto che producono molti rifiuti, ma puoi inserire qualsiasi pesce simile facilmente disponibile nella tua regione. Metti i pesci nella vasca inferiore piena di acqua pulita e aggiungi anche più acqua per riempire la vasca dopo che il sistema ha innaffiato le piante una volta. Questo per assicurarsi che ci sia abbastanza acqua nel sistema.

Inoltre, rabboccare l'acqua ogni volta che è necessario poiché l'acqua andrà persa a causa dell'evaporazione. E dai da mangiare ai pesci in tempo.

Sei bravo ad andare!! Ti auguro tutto il meglio per il tuo viaggio nel mangiare cibi sani, biologici e fatti in casa.

Grazie!