Автоматизация гроубокса

Гроубокс давно живет своей жизнью и в общем почти не требует особого внимания, кроме долива питательного раствора, стрижки кустов и сбора урожаев. Но было бы, как минимум, скучно на этом останавливаться. Есть идеи по дальнейшей автоматизации и контролю за гроубоксом, которые уже оформляются в план действий.

Помимо идей, есть проблема с механическим таймером, отвечающим за освещение. Впрочем, его легко заменить, а неполадки с освещением легко заметить. А вот выход из строя помпы заметить можно только через пару дней, когда растения явно будут страдать от нехватки воды.

В общем, таймеры - это минимальные средства автоматизации, никак не избавляющие от ежедневного контроля, которым мне лень заниматься. Давно уже появившаяся идея автоматизированного контроля за гроубоксом снова всплыла и стала оформляться в план построения новой системы автоматизации.

В качестве ядра системы будет использоваться Arduino - популярный открытый продукт на базе 8-битного микроконтроллера типа AVR, т.к. это самый простой в обращении и доступный во всех смыслах микроконтроллер. Для него доступно огромное количество документации, примеров готовых проектов и готовых железок, которых будет более, чем достаточно, для задач автоматизации гроубокса.

Автоматизацию планируется проводить в несколько этапов, постепенно увеличивая количество контролируемых параметров, элементов и средств обратной связи. Задачи, которые может решать система автоматизации, пока видятся так:

  • Обеспечение работы помп гидропонной системы и освещения.
  • Контроль эффективности работы помп и освещения
  • Контроль за уровнем раствора в резервуарах
  • Контроль прочих параметров (температура, влажность воздуха и субстрата)
  • Сигнализация о ситуациях, требующих вмешательства (низкий уровень раствора, неэффективность работы помп или освещения, возможно что-то еще)
  • Вывод текущих показателей (на LCD экран, на сайт), протоколирование всех контролируемых параметров системы и доступ у ним (например, через этот сайт)
  • Обеспечивать возможность быстро менять настройки системы без полного перепрограммирования.

Решать эти задачи планируется не сразу, а в несколько этапов (фаз), хотя ясное представление пока есть только о первой. Но сделаем вид, что я знаю, что делаю и предположим, что их будет три:

Фаза 1:

  • Функция таймеров перекладывается на новую систему автоматизации
  • Внедряются наиболее технически простые (хотя и не самые необходимые) методы контроля: освещенность, температура, влажность.
  • Внедряется технически простая система сигнализации о неполадках (пока только проблемы освещения и, возможно, температуры)

Фаза 2:

  • Контроль уровня раствора в резервуарах
  • Более сложные методы сигнализации о проблемах.
  • Вывод и протоколирование контролируемых параметров и доступ к статистике через сайт.

 

Фаза 3:

  • Контроль эффективности помп (контроль влажности субстрата).
  • Более сложные методы вывода контролируемых параметров (собственная консоль вывода)
  • Простой доступ к настройкам системы (собственная консоль)

 

Состав второй и третьей фаз пока приблизителен и может изменяться, но с первой фазой все уже определилось. На схеме обозначен состав системы автоматизации гроубокса первой фазы.

Как обычно, все интересные моменты конструирования будут описаны на сайте. Так же будут описаны все подробности о подключении оборудования и программировании микроконтроллера, а, возможно, и основы цифровой электроники, по мере того, как я их сам изучу. Т.к. я пока слабо представляю, что я делаю.