DIY: vesiviljelyn automaatio

[ljlukkar]

Hei,

Olen tässä nyt hetken rakennellut vesiviljelyn automatisoivaa Arduino-viritystä.

Laite mittaa EC:tä, pH:ta, veden ja ilman lämpötilaa ja ilmankosteutta. Mittaustuloksiin voidaan reagoida käyttäjän määrittelemällä tavalla käyttäen kahdeksaa relelähtöä. Relelähtöjä voidaan ohjata myös ajastetusti.

Laitetta ohjataan backbone.js:llä ja jQueryMobilella kyhätyn käyttöliittymän kautta verkon yli. Erillistä tietokonetta tai palvelinta ei siis tarvita laitteen toiminnassa.

Viikon verran testiajoa takana ja seuraavaksi olisi tarkoitus laittaa kasvit kehiin. Aika moni juttu vaatisi vielä viilausta ja osa jutuista pitäisi tehdä kokonaan uusiksi. Tästä huolimatta homma on lähtenyt toimimaan paremmin kuin uskalsin odottaa.





Lisää infoa, käyttöliittymädemo ja kuvia lyöytyy osoitteesta:
http://www.cs.helsinki.fi/u/ljlukkar/hydrobot/

Olisi hauskaa jos joku muukin kiinnostuisi laitetta kehittämään!

Iso kiitos Viherpeukulle hydrokamojen sponssaamisesta.

[chilimieli]

Melko vakuuttava aloitusviesti foorumille.
Tervetuloa porukkaan.

[Larski]

Nostan hattua! Tuohan on aivan mieletön systeemi. Jatkuvilla mittauksilla yksistään sais jo varmasti valotettua monia vesiviljelymyyttejä.

[jusuiitta]

Vaikuttaa mielenkiintoiselta projektilta. Melkein voisi harkita tuollaista, kunhan saan ensi rakennettua kasvatushuoneeni valmiiksi.

j

[ljlukkar]

Nostan hattua! Tuohan on aivan mieletön systeemi. Jatkuvilla mittauksilla yksistään sais jo varmasti valotettua monia vesiviljelymyyttejä.

Juu, mielenkiintoisia juttuja selviää pelkästä mittausdatasta. Esim. mitä tapahtuu kun imanvaihdon ja lampun kytkee pois samaan aikaan teltassa: ilman lampötila jatkaa nousuaan melko pitkään kuuman polttimon takia. Yölämpöhän tunnetusti saa kasvit kasvamaan pituutta. Toinen mielenkiintoinen ilmiö on miten paljon melko hyvin huuhdellusta hydrosorasta irtoaa aluksi jotain random suoloja ja PH:ta nostavia aineksia siinä määrin, ettei ravinneliuoksen todellisesta vahvuudesta tai koostukuksesta ole mitään käsitystä.

[PP]

Todellista paneutumista, nostan virtuaalipäähinettä. Pieni huomio: älä kuvittele kasvattavasi tuossa kahdeksaa chiliä muutamaa kuukautta pitempään. Tila loppuu sivusuunnassa hyvin äkkiä vesiviljelyssä, jos ja kun valoa on reilusti.

[Juso]

Jumalauta! Nyt on melkoista meisinkiä. Tulokset (siis sato) sitten kertovat lopullisen arvion. Mutta sisäiseen insinööriini tämä lähestyminen ja ote  puree kyllä.

E: ohjaako tuo vielä mitään laitteita (annostelupumppuja tms) ja/tai mitä kaikkea on sulla tarkoitus ohjata ?

[msb]

Mielenkiintoista, harmittavan kalliita nuo anturit. Kasvihuoneessa edut tulisi varmaan parhaiten esiin, kun järjestelmä seuraisi NFT-systeemin tilaa ja ohjaa yhdessä isossa säiliössä olevan veden ominaisuuksia. Tuuletus ja sprinklaus sitten myös ohjattavissa.

[ljlukkar]

Laite ohjaa tällä hetkellä kolmea annostelupumppua. Kahta lannoitteille ja yhtä typpihapolle. Fosforihappo on poissuljettu, koska se syövyttää muoviosia paljon voimakkaammin. Noissa käppyröissä nuolet tarkoittavat, että mittaustulokseen on reagoiduttu. EC säädetään ennen pH:ta koska lannoitteet laskevat sitä. Lisäksi algoritmeihin on koitettu koodata hieman älykkyyttä. Jos mittaustulokset heittelevät pH:n tai EC:n osalta edelliseen mittaukseen nähden liikaa (0.5 mittayksikköä / tunti ) tai jos arvo itsestään on tulossa raja-arvojen sisään (nopeudella 0,2 yksikköä/h) ei mittaustuloksiin reagoida. Mielestäni anturit eivät ole kovin kalliita siihen nähden kuinka paljon edes kohtuulliset erilliset mittalaitteet maksavat. Aika samoihin loppusummiin päädytään. Halvalla pH mittarilla ei tee mitään ja sitä joutuu kalibroimaan kerran viikossa. Kokemusta on.

Kahdeksan relelähtöä voidaan määrittää reagoimaan mihin tahansa mittaustuloksiin ja kaikki kahdeksan lähtöä voidaan myös ajastaa:
http://www.cs.helsinki.fi/u/ljlukkar/hydrobot/dummyui/#ecsettings

Se mitä releillä ohjataan on käyttäjän ihan itse päätettävissä. Ideana on ollut, että laite taipuu ohjaamaan erilaisia laitteistoja.

[Juso]

Kannattaa varautua myös väkevöitymiseen, eli kun EC menee selkeästi yli raja-arvon, jotenkin tuota olisi laimennettava eli vettä peliin. Nimenomaan noin päin että pH EC:n jälkeen maitsemastasi syystä, ainoa järkevä tapa.

Itsellä ongelmana on että loppukaudesta resot jäävät pieniksi (en ole koko aikaa paikalla). Tähän kun saisi vielä jonkun pinnankorkeusanturin joka ohjaisi pumppaamaan suuresta säiliöstä lisää vettä resoihin (4 kpl), niin kyllä kelpais mulle. Toki voi miettiä yhden suuren reson hankkimista, mutta tilat rajoittaa kasvarin sisällä.

Kaiken kaikkiaan, hattu päästä myös täällä. Hauska nähdä että joku tietää mitä tekee. Tällaisesta systeemistä olisi monelle (joka ei ehdi koko aikaa väijyä) huomattava hyöty. Ei muuta kuin kaupallistamaan....

[Huru-ukko]

Tavallisesta uppopumpusta saat lähettimen jonka laitat ilman pumppua sinne pikku resoon ja pumpun taas sinne isoon vesisäiliöön. Tuo tietysti vaatii sitten uuden pitkän johdon uppopumpun ja lähettimen väliin ja vesitiiviin liitoksen.
Hintaa tulee muutama kymppi. Tietysti jos noita tunnistimia saa erikseen niin halvemalla aina pääsee..
Jos joskus meinaat tuota markkinoida, niin luulisin että kiinnostusta olisi muillakin kuin itselläni.....

[ingeniero]

Eli ns kohokytkin, jossa kohon kallistuessa virta katkeaa ja pystyasennossa virta kulkee. Kuula ja kosketuspinnat..
Näitä saa aivan varmasti irtotavarana.

[msb]

Itse näkisin tässä kyllä aika hyvän tilaisuuden yhteisölliselle open source -projektille. Arduino on hyvä pohja, kun peruskomponentit valitaan helposti saataviksi eikä laitteiston kokoaminen ole mahdottoman vaikeaa. Kaupallisena versiona hinta noussee aika korkeaksi, jos tuon pohjalta lähtee kokoamaan?

[ljlukkar]

Itse näkisin tässä kyllä aika hyvän tilaisuuden yhteisölliselle open source -projektille.

Tämä juuri on tarkoitus. Hommalle tuntuisi kyllä löytyvän rahoitusta melko helposti ja valtiolta ja EU:ltakin varmaan irtoaa massia maatalouden kehittämiseen, mutta tällä kertaa ei ole tarkoitus tehdä bisnestä. Kuulostaa ehkä vähän hippeilyltä, mutta tää maapallo pitäs oikeesti ihan kohta ruokkia kasviksilla ja vesiviljelyllä se tapahtuu huomattavasti tehokkaammin, vettä säästäen, eikä ravinnepäästöjöjä luontoonkaan synny.

Laitteen REST-rajapinta mahdollistaa sen että lukuisia yksikköjä voidaan hallita keskitetysti. Olisi myös helppoa tehdä niin, että asetustiedostoja voisi vaihdella käyttäjien kesken.

[Leo82]

Tuli tässä mieleeni pari juttua kun silmäilin tätä...

Miten olisi veden pinnankorkeuden mittaaminen ultraäänianturilla? Jos täytyy vettä lantata, niin tietää paljonko on varaa ja muutenkin kokoajan olisi tiedossa vesimäärä.
Omassa aurinkoenergia NFT:ssä veden pumppauksessa on wanha 555 piiri ja antureina kolme happoteräs lankaa... tuolla voisi varmistaa ettei vesisäiliö täyty yli jos ultraääni pettää.
Samalla noilla langoilla mittaa EC:n. (2x pitkää lankaa EC:lle ja lyhyt yläraja tunnistin)

Olen mietiskellyt pientä, 5-6 kasvin, täysautomatisoitua aurinkokäyttöistä kasvihuonetta kaverille joka ei osaa pitää kasveja hengissä.
Arduinoa tai Picaxea olen miettinyt ohjaukseksi tuohon projektiin ettei hinta karkaa käsistä, hieman alle 100€ olen laskennut pystyväni tekemään koko laitoksen.

Mitenhän olisi bioponisuus, Tuo NFT:ni on ollut 3 kuukautta käytössä ja ph on ollut 5,5-6,5 vaikka täytän sitä ph 8 vedellä. Voisi jättää ph mittarit pois.

Erittäin mielenkiintoinen projekti, paljonkos tuo ohjausboksi on tullut maksamaan? Hintahan on se suurin tekijä harrastelulaitteille 

[.:Dam:.]

Veden korkeuteen mittariksi joko köyhäversio, muutamia rosteritankoja eri korkeuksille mittaamaan veden korkeuden. Vesiraja rosteritangon alapuolella, ei enää yhdistä. Ennemmin tosin koho ja potikka sen päähän kiinni ja opettaa arduinolle mikä ohmimäärä on kun koho on alhaalla ja silloin kun on ylhäällä. Saa tarkemmin tietoa ja pystyy tekemään helpommin varoitukset milloin vettä pitää lisätä ja lopettaa varoiksi lannotteiden laitto ettei väkevöidy liemet liiaksi. Pystyy loggaamaan veden kulutuksen ja osaa sitten arvioida sopivan reson koon.

Onkos tuo lauta duemillanove? Ite ajattelin multakasveille moista vastaavaa kyhätä tarkkailemaan koska pitäisi kastella mut netissä kun hetken pyörin ja löysin jonkun virityksen mihin kytkettiin iPhone kuulokeliitännän kautta näytöksi ja lähettämään twiittejä/meilejä/kuvaa kasveista, meni jo liian tekniseksi... Ei se tekeminen niin vaikeaa mut haluun itekki hoitaa kasveja enkä jättää pelkän tekniikan hoidettavaks. Jos joskus ite innostun vesiviljelystä ni kait teen keittiöön jonkun Zen Grow seinämallikopion rosterista ja verhoilen vaikka MDF:llä ja laitan jonkun tuollaisen vastaavan ohjaamaan. Ebaysta 12v magneettiventtiileitä saa pilkkahintaan pussillisen, hiljanen 12v pumppu viel hakusessa.

[ljlukkar]

Voisihan sitä mitata vaikka mitä  . Hiilidioksidin määrää, veden korkeutta ja happipitoisuutta, väliaineen kosteutta jne. Vaikka tota spagettikoodia nyt ei miksikään frameworkiksi voi sanoa, on uusien mittausrutiinien lisääminen helppoa. Toistaiseksi kuitenkin mielestäni parempi pitää ominaisuudet ihan minimissään. Olisi tuhat muuta juttua, jotka pitäisi laittaa ensin kondikseen.

Ei ole Duemilanove vaan Mega 2560. Duemilanoveen mahtuisi noin kolmasosa nykyisestä koodista ja sram loppuisi kesken samantien. Tossa Arduinon päässä on nyt koodirivejä pikkasen alle 8000, joista noin puolet valmiita kirjastoja.

Multakasvatusta varten löytyy valmiita ratkaisuja, esim tämä: http://www.dfrobot.com/index.php?route=product/product&product_id=641#.UB8-hk3N_Z5

[Juso]

Maapallon ruokkimiseksi ja tumpuloiden, kuten minä, auttamiseksi kannattaa kyllä tuotteistaa hieman tuota tulevaa yhteisötyönne tulosta. Itse olen aivan kädetön jos joku antaa kasan koodia ja listan mahdollisista komponenteista. Ja jonkun verran liike-elämässä toimineena en kyllä usko tällä hetkellä rahaa saatavan kovin helposti yhtään mihinkään kehityshankkeeseen, joten pelkoa äkkirikastumisesta ja ideologian myymisestä ei kannata pitää tuotteistuksen esteenä. Mutta odotellessa helppokäyttöistä "boksia" valituin toiminnoin seuraan kiinnostuneena projektia.

E: lisätään nyt vielä että kaikki viritykset ovat mielestäni apuvälineitä niille jotka tietävät mitä tekevät, ja ovat yleisestikin kiinnostuneita asiasta. Eli helpottamaan päivittäisiä rutiineja. Jos ei saa kasveja pysymään hengissä (lue:käytä riittävästi aikaa asioiden oppimiseen ja kasvien tarkkailuun), tuskin automaatio tilannetta ratkaisee.

[.:Dam:.]

Voisihan sitä mitata vaikka mitä  . Hiilidioksidin määrää, veden korkeutta ja happipitoisuutta, väliaineen kosteutta jne. Vaikka tota spagettikoodia nyt ei miksikään frameworkiksi voi sanoa, on uusien mittausrutiinien lisääminen helppoa. Toistaiseksi kuitenkin mielestäni parempi pitää ominaisuudet ihan minimissään. Olisi tuhat muuta juttua, jotka pitäisi laittaa ensin kondikseen.

Ei ole Duemilanove vaan Mega 2560. Duemilanoveen mahtuisi noin kolmasosa nykyisestä koodista ja sram loppuisi kesken samantien. Tossa Arduinon päässä on nyt koodirivejä pikkasen alle 8000, joista noin puolet valmiita kirjastoja.

Mjoo, nyt vasta katoin linkin, oli omat systeemit liikaa mielessä...

Parasta tietenkin tehdä yksi kerrallaan toimivaksi. Veden korkeudessa pointtina vaan ettei vahingossakaan väkevöity liikaa. Hiilarin mittaaminen mielekästä vasta kun on pullo josta sitä annostelee vaikka veteen. Mielenkiintoinenhan tuollainen olisi, rakentaminen varsinkin.

Multakasvatusta varten löytyy valmiita ratkaisuja, esim tämä: http://www.dfrobot.com/index.php?route=product/product&product_id=641#.UB8-hk3N_Z5

Pelkän anturin hinnalla väsää näkkärille säädettävän systeemin jos on yhteinen pumppu. Sit tosin ei logata mitään mut auttaa kastelussa jos on itse poissa ettei pystyyn kuivu. Reilu 20 chiliä parvekkeella, jokaiselle oma tulee liian hinnakkaaksi.

[ljlukkar]

Kuukausi basilikojen kasvastusta takana. Laite on perjaatteessa toiminut ihan hienosti. Uusia ideoita niin toiminnallisuuteen kuin käytettävyyteenkin on tullut sen verran paljon, että uusi protyyppi on jo rakenteilla. Tällä kertaa laitteeseen tulee myös muutama Kiinassa teetetty tehdastekoinen piirilevy, joten kasaaminen pitäisi onnistua ilman suurempaa kolvaustyötä.

Täydestä automaatiosta voi olla montaa mieltä. Itselle on ainakin ollu paljon suurempi apu siitä, että mittaustulokset ovat aina saatavilla mistä päin maailmaa tahansa kuin varsinaisesti siitä, että laite myös pumppaa ne lannoitteet ja hapot. Tästä syystä tulevassa versiossa releohjaus on toteutettu erilliseen yksikköön jonne välitetään ohjausviestit radiolinkin kautta. Releohjaus on siis jatkossa "valinnainen lisäosa". Samalla laitteen ei tarvitse olla lähietäisyydellä ohjattavien härveleiden kanssa. Radiolinkki ei nosta hintaa kuin muutaman euron.

Päivittelen taas joskus kun homma edistyy. Varmaan pari kuukautta tässä ainakin menee ennen kuin uusi prototyyppi on valmis testaukseen.

Kiitokset kaikille kommenteista ja kannustuksesta!


18.8.2012


27.8.2012 (sama kasvi 9 päivää myöhemmin)