IoT.Hydroponix

2021

Описание проекта

Hydroponix - система клапанов и датчиков, подстраивающая влажность, освещение и температуру под заданные значения, необходимые для роста растений. Иначе систему называют автоматизированной умной фермой.

На грядках размещаются модули с системой полива и набором необходимых датчиков. Данные с них поступают на центральный узел, который в свою очередь обрабатывает и отображает всю информацию на сервере. Модули позволяют неограниченно масштабировать систему для промышленных посадок.

Используемое железо\технологии

База

Центральный узел собран на основе ESP32, модули - STM32

Функционал

Мониторинг и контроль освещенности, температуры, вентиляции происходит при помощи ESP32. Также он хранит все данные и отображает графики за определенный период времени.
Управление насосами, ph и tds воды , влажности, дозирование удобрений происходит при помощи STM32
Дистанционное управление фермой, через браузер

Питание

Сеть 220 В.

Инженерные решения

Статус. Внутренний R&D с марта 2021 по апрель 2023 года. Запуск фермы и онлайн-мониторинг с уведомлениями об авариях на паузе, коммерческого внедрения нет.
Объём. Около 1 586 часов инженерной работы, 4 инженера.
Набор датчиков и исполнителей. ESP32 на PlatformIO управляет 8-канальным реле и перистальтическим насосом. Датчики: pH (калибровка по двум точкам), TDS/EC на собственной плате цифрового TDS, DHT11/22, освещённость, CO2, влажность почвы, уровень воды, геркон двери, камера ESP32-CAM.
Разделение на модули и переход на Modbus RS485. Систему разбили на модули в 2021 году (около 124 часов). В 2022 году датчики перевели на Modbus RS485 по витой паре: I2C не достаёт до 100-200 м. Добавили модуль реле и модуль с дисплеем и кнопками для ручного подмешивания.
Самодиагностика и watchdog. После полива контроллер проверяет, что уровень в баке упал, а через полчаса — что бак снова наполнился. Так засор не приведёт к затоплению. Аппаратный watchdog ESP32 и watchdog на каждом ведомом модуле ловят зависания.
Управление. ESP32 сама отдаёт веб-интерфейс (настройка WiFi, дашборд, редактор сценариев) и принимает команды по MQTT. Один контроллер ведёт несколько теплиц с отдельными графиками, скриптами, расписаниями и журналами событий. Контроллер берёт сценарии выращивания из JSON-файла с целевыми значениями по дням.
Питание. Сеть 220 В через AC/DC-блок на 5 В.