Automated Smart Aquaponics (com painel baseado em nuvem): 11 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Aquaponics permite que você cultive seu próprio alimento orgânico em qualquer lugar (interno ou externo), em muito menos espaço, com mais crescimento, menos uso de água e sem quaisquer fertilizantes químicos externos. Além disso, você pode monitorar as condições em um painel baseado em nuvem.

O sistema usa água misturada com resíduos de peixes para regar as plantas. Quando a água misturada com os resíduos de peixes desce pelo solo, deixa os resíduos de peixes no solo, a água limpa sai do pote e entra de volta no tanque de peixes. Os resíduos de peixes deixados no solo atuam como adubo natural para o crescimento das safras plantadas naquele solo. Além disso, a água que entra de volta no tanque de peixes carrega oxigênio para os peixes. Portanto, o tanque de peixes não exigirá nenhum aerador externo ou limpeza semanal.

Suprimentos

1. Raspberry Pi 3 Modelo B x1
2. (OPCIONAL) Wiznet W6100 (ou qualquer outro Ethernet Shield para Arduino) x1
3. (OPCIONAL) Arduino Uno x1
4. Sensor de Temperatura e Umidade DHT11 x1
5. Sensor de umidade do solo com terminais de parafuso x1
6. Bomba de água submersível (recomendada 18 W ou superior para níveis mais verticais) x1
7. Módulo de relé (mín. 2 canais) x1
8. Lâmpada LED x1 (ou mais dependendo do tamanho do sistema)
9. Porta-lâmpadas x1 (ou mais dependendo do número de lâmpadas LED que você tem em seu sistema)
10. Cano de água
11. Ferro de solda x1
12. Fio de solda x1
13. Tubo termorretrátil ou fita isolante x1
14. Fita dupla face x1
15. Banheira de plástico
16. Bandejas / potes de plástico
17. (OPCIONAL) Parafusos e furadeira

Etapa 1: Preparando os suprimentos

Obtenha os suprimentos listados acima em um só lugar. Basta comprá-los se não os tiver. Você também precisará de ferramentas básicas, como chaves de fenda, descascadores de fios e tesouras. Você também vai querer uma boa fita dupla-face (usei a 3M) para colar os componentes sempre que necessário. Você também pode fixar os componentes permanentemente usando parafusos e uma furadeira para fazer um furo para os parafusos. Você também precisaria de um ferro de solda e um fio de solda para fazer a fiação. É importante cobrir a solda ou qualquer outra junta de fio com um tubo termorretrátil ou alguma fita isolante.

Etapa 2: Configurando as bandejas

Empilhe as bandejas verticalmente sobre a cuba inferior. A cuba inferior conterá os peixes e as bandejas superiores as plantas. Você pode usar uma pequena mesa de plástico para manter a bandeja superior, se tiver apenas um nível de plantas, ou pode ter sua própria bandeja ou pilhas de potes para empilhar suas bandejas / potes um sobre o outro.

Etapa 3: Encanamento 1 - Configurando o Sistema de Abastecimento de Água

Conecte uma extremidade do tubo de água à bomba submersível e passe o tubo de água pelas bandejas / potes. Você pode ter canos de PVC com orifícios ao redor de suas bandejas para borrifar água sobre as plantas nessa bandeja e ter o cano de água conectado a esses canos de PVC. Ou se o seu sistema for pequeno, você pode fazer furos no cano de água e passar o cano de água ao redor das bandejas de modo que, onde quer que a água flua através do tubo, ela borrife as plantas na bandeja / vaso.

Etapa 4: Encanamento 2 - Sistema de retorno de água

Faça um furo no fundo de cada bandeja / pote para que o excesso de água seja drenado. Você pode conectar cada um desses orifícios através de canos de PVC e fazer com que a água de todos esses orifícios entre na rede de canos que eventualmente entra na cuba inferior que teria os peixes nela.

Etapa 5: Encha os potes / bandejas

Coloque um pouco de cascalho ou bolas de argila no fundo dos potes ou das bandejas. Isso é feito para que as partículas de areia não escoem pelo buraco junto com o excesso de água e entrem na cuba de fundo com os peixes dentro. Em seguida, encha os vasos / bandejas com solo e plante as safras / plantas que deseja cultivar.

Etapa 6: testar o sistema como ele está (totalmente opcional, mas bom de fazer)

Encha a cuba inferior com água limpa, ligue a bomba submersível por um minuto e deixe a água fluir pelo sistema. Apenas certifique-se de que o excesso de água que escorre dos potes / banheiras está limpo e não contém lama.

Etapa 7: Configurando o Raspberry Pi

1. Instale o Raspbian OS no Raspberry Pi.
2. Conecte o Raspberry Pi à sua rede sem fio.
3. Baixe o código Raspberry Pi deste link (ou do arquivo.zip carregado nesta etapa).
4. Descompacte os arquivos de código (se baixado do arquivo.zip)
5. Copie os arquivos para uma pasta em seu Raspberry Pi.
6. Defina o arquivo main.py para executar na inicialização do Raspberry Pi. (Você pode seguir este link para saber como definir programas para serem executados na inicialização)

Etapa 8: Faça as conexões elétricas

Faça as conexões elétricas conforme mostrado na imagem acima. Usar o Arduino e um escudo ethernet para o Arduino é totalmente opcional. Ter um funcionaria como um backup se o Raspberry Pi não conseguir se conectar ao seu WiFi a qualquer momento.

Além disso, certifique-se de que não haja água caindo no Raspberry Pi e no módulo Relay. Água no Raspberry Pi ou no módulo Relay pode causar um curto-circuito e danificar o seu sistema. Um curto-circuito pode até causar um incêndio. Você pode cobrir o Raspberry Pi e o módulo Relay com qualquer material que não permita que a água entre nele.

Coloque os sensores no lugar certo conforme demonstrado no vídeo do início desta postagem e ligue o sistema.

O Raspberry Pi tem um script de automação em execução. O script de automação cuida do abastecimento de água para suas plantas e também da iluminação com base nas leituras dos sensores. Portanto, você não precisa se preocupar com suas plantas em nenhum momento.

Etapa 9: Ter um painel para monitorar as condições do seu sistema

Eu construí o back-end usando Django para coletar os dados e entregar um painel para exibir análises básicas sobre os dados coletados de seu sistema. Você pode ter vários sistemas em várias estufas vinculadas ao back-end. Isso torna mais fácil para você gerenciar vários sistemas em suas várias estufas em um só lugar. Você também pode dar um nome legal para suas estufas e plantas no painel.

O painel também permite que você controle as luzes e as bombas do seu sistema manualmente sempre que desejar.

Você pode baixar o código para o back-end do meu repositório GitHub (ou o link abaixo desta etapa) e implantá-lo nas plataformas em nuvem de sua escolha. O código vem com um pronto para implantar na plataforma de nuvem Heroku, mas você pode implantar em qualquer plataforma de nuvem de sua escolha (Amazon Web Services, Google Cloud Platform, etc.) apenas consultando as instruções / documentação para implantar aplicativos da web baseados em Django nessa plataforma de nuvem específica.

Etapa 10: Operar o sistema com água limpa por 24 horas

Encha a cuba de fundo com água limpa e deixe funcionar por 24 horas. Verifique a água na cuba de fundo após 24 horas. Se a água da banheira não estiver limpa, substitua a água por água limpa e deixe o sistema funcionar por mais 24 horas. Repita este processo até obter água limpa na cuba inferior. Caso contrário, se a água estiver limpa, você está pronto para ir para a próxima etapa. Mudar a água até obter água limpa fará a última parte da limpeza em seu sistema antes de colocar os peixes.

Etapa 11: coloque os peixes dentro

Eu recomendaria que você usasse peixes Koi para o sistema, pois é conhecido por produzir muitos resíduos, mas você pode colocar qualquer peixe semelhante que esteja facilmente disponível em sua região. Coloque os peixes na banheira inferior cheia de água limpa e também coloque mais água para encher a banheira depois que o sistema regar as plantas uma vez. Isso é para garantir que haja água suficiente no sistema.

Além disso, reabasteça a água sempre que necessário, pois haverá perda de água devido à evaporação. E alimentar os peixes na hora certa.

Você está pronto para ir!! Desejo a você tudo de melhor em sua jornada em relação à alimentação saudável, orgânica e cultivada em casa.

Obrigada!