DasFilisera Slimme Kweekkas: Geavanceerd Plantengroeimonitoringssysteem

Onderdelen en benodigdheden

Apps en online diensten

• DasData – Cloud dataplatform voor opslag en visualisatie
• Microsoft Visual Studio 2015 – Voor Windows-applicatieontwikkeling

Over dit project

Kweek planten en groenten met volledige inzicht in hun omgevingscondities. Met een Arduino MKR1000 wordt dit eenvoudig gerealiseerd.

Vereisten voor plantengroei

Plantengroei hangt af van ideale omgevingscondities zoals temperatuur, vochtigheid, licht en mineralen/zuurstof. Het leveren van voldoende water en het handhaven van de juiste temperatuur in de kweekkas kan lastig zijn, maar niet met dit geautomatiseerde systeem.

Hardware-overzicht

Temperatuur / Vochtigheid

• TH1 – Buitentemperatuur: Waterdichte DS18B20 sensor op pin D1
• TH2 – Binnentemperatuur/vochtigheid: DHT22 sensor op pin D0
• TH3 – Bodemcondities: FS200/SHT25 sensor via I2C (pinnen 12/11 voor SCL/SDA)

Waterniveau

• W1: Ultrasone sensor HC-SR04 voor waterniveaumeting (Echo op A0, Trigger op A1). Op basis van deze waarde kan een klep worden bestuurd via R1 (4-kanaals relais).

Luchttemperatuur / Zuurstof

• A1: Op basis van temperatuur/vochtigheidswaarden kunnen ramen worden geopend via R2 relais. Afstellen naar lokale klimaatcondities.

Relais R1 / R2

Voor het sturen van acties zoals ramen openen of pompen starten. R1 aangesloten op digitale pinnen 7,8,9,10 en R2 op pinnen 5,6.

MKR1000 – aREST

Alle sensoren zijn aangesloten, nu data uitlezen en betekenisvol maken met de aREST-bibliotheek, die een webinterface met JSON-formaat biedt. Gebruik de meegeleverde bibliotheken en .ino-bestanden, pas WiFi-instellingen aan.

Data en interface

Met de device-interface kunnen we data lokaal visualiseren. Een Windows-applicatie (Visual Studio 2015, .NET) toont live condities, dagelijkse historie en logs.

Voor cloudopslag wordt DasData gebruikt met hun kweekkasconfiguraties of eigen datakanalen.

Pas de DsKey en AKey in Settings.txt aan. Als alles werkt, zou je data online moeten zien.

Kweekkasautomatisering

Bepaal welke kleppen of motoren acties uitvoeren op basis van jouw kweekkasspecificaties en afmetingen. Alles kan via de relais worden bestuurd.

Code

• Filisera_Arduino – Hoofdsketch voor MKR1000
• libraries.zip – Benodigde bibliotheken
• Filisera - vb.zip – Visual Studio project (.NET)
• Filisera - VS – .NET applicatie voor data-uitlezing en visualisatie

Arduino-sketch (Filisera_Arduino)

/* DASFilisera met aREST Library voor Arduino MKR1000 */
#include 
#include 
#include 
#include "DHT.h"
#include 
#include 
#include 
#include 

// Sensor definities
#define DHTPIN 0
#define DHTTYPE DHT22
#define ONE_WIRE_BUS 1

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

// Variabelen voor sensorwaarden
float umidSol = 0, umidAer = 0, tempIn = 0, tempOut = 0, tempSol = 0, umidexIn = 0;

// Ultrasonische sensor
#define echoPin A0
#define trigPin A1
long duration;
int HR_dist = 0;
int minimumRange = 5, maximumRange = 200;

// WiFi en aREST
char ssid[] = "WIFI_AP";
char password[] = "WIFI_PASSW";
#define LISTEN_PORT 80
WiFiServer server(LISTEN_PORT);
aREST rest = aREST();

// Relais pinnen
int inReleu1Ventil = 6, inReleu2Ventil = 7, inReleu3Ventil = 8, inReleu4Ventil = 9;
int inReleu1Lateral = 10, inReleu2Lateral = 11;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  
  // aREST variabelen exposeren
  rest.variable("Vol_container", &sqrLevel);
  rest.variable("Umiditate_sol", &umidSol);
  rest.variable("Umiditate_aer", &umidAer);
  rest.variable("Temp_in", &tempIn);
  rest.variable("Temp_out", &tempOut);
  rest.variable("Temp_sol", &tempSol);
  
  rest.function("led", ledControl);
  rest.set_id("1");
  rest.set_name("mkr1000");
  
  // WiFi verbinding
  while (status != WL_CONNECTED) {
    WiFi.begin(ssid, password);
    delay(10000);
  }
  server.begin();
}

void loop() {
  getmyDistance();
  getInsideVals();
  // getOutSideVals(); // Optioneel
  // getSoilVals();    // Optioneel
  
  WiFiClient client = server.available();
  if (client) rest.handle(client);
}

// Sensor uitleesfuncties: getmyDistance(), getInsideVals(), getOutSideVals(), getSoilVals()
// API functie: ledControl()

Windows-applicatie (Visual Basic / .NET)

De applicatie leest periodiek sensordata via HTTP, toont grafieken (temperatuur, vochtigheid, volume), stuurt data naar DasData-cloud, en biedt handmatige bediening van relais (waterklep, ramen).

Schema's

PDF-bestand met aansluitschema's voor sensoren en relais.

Bronbestanden

GitHub repository: DasFilisera