Как сделать умный аквариум

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

Описание

Каждый вид рыбок должен существовать в привычной среде. Поэтому выбор температурного режима будет зависеть от вида рыбки. Для своего аквариума авторы выбрали рыбку гуппи. Это достаточно неприхотливая рыбка, хотя очень чувствительна к кислотности воды. Для этого вида рыб характерна зависимость рождаемости самок или самцов от температуры воды. Поэтому контроль температуры в аквариуме становится важной задачей. Для этих рыбок разброс температур составляет от 18 °С до 30 °С. Для рождения самцов необходима температура 24 °С. Для этого вида рыб важна кислотность воды, которая может изменяться из-за результатов жизнедеятельности самих обитателей аквариума. Также на уровень pH могут влиять остатки корма и освещённость аквариума.

Задачи

2. Разработать схему сборки устройства, способ подключения датчиков.

3. Собрать устройство и запрограммировать датчики.

4. Провести апробацию собранного устройства.

Для контроля температуры и уровня pH использовали специальные датчики. После сборки устройства необходимо было осуществить его связь с пользователем. Для этого подключили к Arduino Wi-Fi модуль на основе микроконтроллера ESP8266. Отличительными особенностями этого модуля являются отсутствие пользовательской энергозависимой памяти на кристалле, наличие встроенного преобразователя напряжения 3,3В, наличие 4Мб флеш-памяти, встроенные кнопки для перепрошивки и перезагрузки, все порты выведены на гребёнки, что упрощает подключение к макетной плате.

Для апробации устройства авторы подключили его к облачному сервису dweet.io, который позволяет отслеживать состояние аквариума в любой момент времени онлайн.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

Плата с собственным процессором и памятью ArduinoUno
Герметичный датчик температуры DS18B20
Датчик кислотности жидкости
Беспроводной модуль Wi-Fi на базе микроконтроллера ESP8266
Сервис IFTTT – IFThisThenThat.
Облачный сервис dweet.io

Результаты

Было собрано устройство на базе микроконтроллера Arduino, программирование на языке С++.

Перспективы использования результатов работы

Полученные результаты возможно использовать для создания комфортной жизни питомцев. В дальнейшем планируется оснастить аквариум датчиком, определяющим степень загрязнения воды, уровень кислорода, а также сконструировать устройство дистанционного кормления и долива воды, включения и выключения обогревателя, чтобы даже находясь на большом расстоянии от дома и не имея возможности ухаживать за питомцами ежедневно, человек мог не беспокоиться за жизнь и здоровье своих аквариумных жителей.

Награды/достижения

Московский городской конкурс исследовательских и проектных работ обучающихся 2018/2019 – призёр

Думаю построить систему "умный аквариум" (по типу "умный дом" ) на базе промышленного свободно программируемого контроллера Сигнетикс SMH2010 .

Контроллер всё это позволит реализовать.

Причём можно в программу включить все возможные варианты управлением всем возможным оборудованием. Ведь с самого контроллера можно выбрать оборудование, которое имеется в аквариуме и которым будем управлять.

Но тут главное даже не описать программу, а понять, какой алгоритм должен отрабатываться. Программисту всё равно, что включить в программу. Но ему важно знать, какая должна быть реакция контроллера на какие-то внешние или внутренние сигналы.

Помогите в составлении техзадания на программу для данного контроллера. Тем более система "умный аквариум" может быть полезна многим.

Изменено 4.9.08 автор WasserWolf

3713 82

9 года

Приборчик хороший но он уже по своим ТТХ не подходит (без обработки напильником), так что детализация ТЗ проблематична
- выходы только транзисторные, поэтому для управления нагрузкой 220вольт придется снаружи обвязку ставить
- придется лепить преобразователи низковольтных аналоговых сигналов
- многие датчики термозависимы, и если на каждый ставить еще и термометр то аналоговые входы быстро закончатся
- стоимость 160 руп подойдет мореманам (они уже привыкли платить), а вот для пресноводных дороговато. Проще и дешевле россыпью таймеры и PH контроллер купить (кому он нужен)

Ну и по моим прикидкам стоимость самой железки составит не больше 10-30% от стоимости полной обвязки.

ЗЫ: в качестве конструктива что интересно
- управление одной или несколькими грелками и 1-2 вентиляторами
- PH контроллер
- замены воды по схеме "слил/залил"
- управление 2-4 каналами света. диммирование не обязательно.

Из экзотики
- режим "спокойной ночи" - уменьшение оборотов у 1-3 помп.
- дозатор удобрений (без обратной связи)
- управлялка кормушкой

фсе, фантазия моя закончилась

Изменено 4/9/2008 автор jav

2861 32

4 года

WasserWolf, полистайте Автоматизация аквариума и Автоматизация банки - ТЗ темы, а также ссылки внутри, там кое-что есть.

Изменено 4.9.08 автор BigMen

107 1

8 года

В системе "умный дом"(умный аквариум) обязательна должна присутствовать функция удаленного контроля. Не просто тупая отправка эсемесок(что SMH2010 не в состоянии сделать, т.к. у него нет GSM модема) по определенным событиям, а полноценная система контроля например основанная на WEB-сервере(что у SMH2010 тоже нету). Полезна будет функция отправка фотографии аквариума или видео(в зависимости от скорости канала) по удаленному запросу. Это вы тоже на SMH2010 не реализуете.

Для полноценного анализа работы устройтва нужна функция самописца, информацию выводить в виде графиков. Дисплей у контроллреа SMH2010 символьный 20x4. Поэтому графики вы на нем не построите, к тому же ограничена память(EEPROM всего 8Кб).

Изменено 4.9.08 автор Lelik

8433 105

12 года

Примерно раз-два раза в год эта тема поднимается на форуме, бурно обсуждается, закатываются рукава и. все тихо умирает.

Думаю, это происходит из-за того, что аквариум с вертикальным взлетом, в общем-то, никому не нужен.

Возможно Вы и правы.
Но с другой стороны и не так дорого: за полноценный контроллер SMH2010 - 140? + релейный терминал с блоком питания - 50?, за урезанный PIXEL 115?.
Плюс датчики.

Изменено 4.9.08 автор WasserWolf

107 1

8 года

Как бы тема в очередной раз не умерла. Идея то хорошая, блин. Предлагаю выкладывать свои наработки в области автоматизации(любой) аквариума, чтобы помочь другим и себе двигаться в нужном направлении.

Что делает:
1. Автоматическое кормление рыб(ради этого в общем и разрабатывался) до 6 раз в сутки с произвольной установкой времени кормления, времени отключения помпы, количества высыпаемого корма, разгрузочных дней, отключение автоматического кормления в случае присутствия(это если хочется покормить самому)
2.Отклюение помпы на ночь(с возможностью периодического включения для насыщения воды кислородом).
3.Управление освещением. Функция закат-рассвет. Установка максимальной, минимальной яркости. Функция ночной подсветки(на минимальной яркости). В качестве источников света - светодиодные лампы Luxeon от Lumileds.
4. ПИ регулятор температуры(Для более точной стабилизации чем нагревателем). Нагреватель с терморегулятором выкручивается на максимум, стабилизацией температуры занимается контроллер. Эктренное, противное пиликанье в случае выхода температуры за установленный диапазон.
5. Будильник(чтоб я не проспал). Будит меня отвратительным писком.

Изменено 4.9.08 автор Lelik

Идея интересная, вот довести бы до реального воплощения и желательно с системой резерва, рыбы они ошибок не прощают, мрут.
У меня (все раздельно): автоматическое кормление до 8 раз в день, озонирование с контролем по ОВП, термостатирование, освещение на таймерах, контроль кислотность, проводимости, концентрации кальция. Вот пожалуй и все.

33

13 года

Лучше тогда сразу microPC взять. если сервер ещё городить. SMH2010 года три назад если мне память не изменяет стоил порядка 7 тыр рублей. А если что покруче брать. Про стоимость датчиков я вообще молчу. в итоге получается что стоимость штуки обслуживающей акву будет на порядки превышать стоимомть аквы с рыбами вместе взятыми. Я сделал штуку которая отслеживает температуру в банке и включает выключает обогреватель. Так же она контролирует подачу воздуха: увеличивает - уменьшает. Всё сделал на AVR Mega162.

Изменено 5.9.08 автор YoJik

А как вам этот специализированный аквариумный компьютер?

Компьютер контроля PROFILUX PLUS II ProfiSet

PROFILUX PLUS II ProfiSet компьютер с блоком из четырёх управляемых розеток, оснащенный рН-электродом, СО2-вентилем, модулем рН и температурным датчиком, для контроля за аквариумом.

При подключении дополнительных модулей PROFILUX PLUS, возможности данного оборудования становятся значительно расширяются.

- регулирование pH-значения с помощью добавления СО2 (понижение) или подщелачивания (повышение);
- программирование ночного отключения, использование расширительной платы позволяет создать две независимых системы автоматического регулирования;
- регулирование температуры для нагревателя, систем донного подогрева и охлаждения, программируемое ночное снижение температуры, управление аэраторами с регулируемой частотой вращения, использование расширительной платы позволяет создать две независимых системы автоматического регулирования;
- сигнал аварийной ситуации, сигнал подается через штепсельную розетку с включателем в звуковой и оптической форме;
- счетчик отработанных часов для всех датчиков;
- программа лечения для больных рыб;
- использование расширительных плат позволяет измерять и регулировать редокс-потенциал, проводимость и содержание кислорода;
- возможность подключения датчиков уровня;
- автоматическая калибровка (эталонирование) всех датчиков;
- сбор данных измерений.

Читайте в статье

Суть технологии – почему аквариум сам очищается

Изобретенная британцами технология – это действительно аквариум для лентяев. С ней в аквариуме не нужно ни фильтр чистить, ни воду менять. Самоочищение происходит естественным способом.

Как это работает: в аквариуме установлено специальное светодиодное освещение, и весь процесс самоочистки происходит именно благодаря смене спектра. Светодиоды регулируют фотосинтез аквариумных растений так, что они активно растут и питаются отходами. При этом низшие водоросли, которые приводят к цветению воды, то есть её помутнению и приобретению зеленого цвета и неприятного запаха, погибают, не получая необходимых условий для размножения.

Наглядно это выглядит так: до обеда аквариум подсвечен красным цветом, после обеда до вечера – белым, ночью – синим

В системе есть фильтр, который заставляет воду постоянно двигаться. Ведь именно в стоячей воде происходят все негативные процессы. Встроенный обогреватель поддерживает постоянную температуру воды – 27 градусов. Такой режим подходит практически для всех тропических рыбок. Сам аквариум при этом совсем маленький, всего 15 литров.

Резервуар плотно закрывается, что защищает воду от попадания домашней пыли и от посягательств домашних животных на обитателей аквасистемы

Самоочищающийся аквариум: что на практике?

Что получается на практике? Будем с вами честны: самоочищающийся аквариум всё же придется время от времени и мыть, а также освежать в нем воду. Намного реже, чем в обычной системе, и к тому же у вас не будет никаких проблем с запуском. То есть купили, залили – и наслаждайтесь, без длительного периода адаптации и ожидания создания собственной экосистемы. Будет ли комфортно в нём рыбкам? Стайке крошечных неонов или петушку – да. Отходов от этих рыбок мало, так что хорошее аквариумное растение, посаженное в специальный слот, справится с этой органикой.

Помните: кормить рыбок нужно регулярно. Причём, корм надо насыпать в таком количестве, чтобы рыбы съедали его сразу. Иначе пища будет оседать на дно и загрязнять воду

Аквакомпозиция на стол с системой самоочистки

Водные растения в аквакомпозиции могут стать украшением стола. Для них сейчас стали выпускать особую разновидность самоочищающихся аквариумов. Принцип работы тут немного другой, ведь здесь нет необходимости фильтровать воду от органики. Просто время от времени нужно сливать часть воды с осадком и добавлять новую.

Изобретатели системы нашли оригинальное решение: снизу в ёмкость вставлена трубочка и выведена наверх

То есть, при доливе воды осадок естественным образом вытесняется через эту трубку. Низшим водорослям в результате нечем питаться в такой системе, и они размножаются очень медленно. Вся конструкция производится из прозрачного прочного пластика и снабжается небольшим светодиодным светильником. Можно использовать такой мини аквариум в качестве ночника. Его ёмкость – всего пара литров.

Рыбку сажать туда негуманно – слишком маленький объем, а вот растение будет чувствовать себя вполне комфортно

Но и тут не стоит обольщаться. Не будете периодически мыть ёмкость – на стенках всё равно вырастет зеленый налет.

Почему у опытных аквариумистов нет проблем с очисткой аквариумов

Посмотрите на большие аквариумы в офисах или дома у любителей морской флоры и фауны. Вы думаете, они их владельцы без конца меняют воду и чистят стенки? Если бы аквариумистика требовала таких усилий, никто бы не захотел с ней связываться.

Главная ошибка всех начинающих – постоянная смена воды. И чем чаще они это делают, тем активнее размножаются вредоносные бактерии

Вот несколько практических советов, которые помогут вам сделать воду чистой надолго:

Низшие водоросли не будут размножаться без ультрафиолета, а разного рода добавки из водопровода улетучатся

Не забывайте чистить фильтр хотя бы раз в 10 дней

Помните: голодная рыба – здоровая рыба

Магнитный скребок позволяет чистить стенки аквариума хоть каждый день без особого труда

Если соблюдать эти нехитрые правила, ваш аквариум не доставит особых хлопот, и вы сможете наслаждаться его прекрасными видами

В заключении предлагаем вам интересное видео на тему, как сделать самоочищающийся аквариум своими руками:

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Статья относится к принтерам:

Всем привет! Так повелось, что живет у меня дома один зверь, именуемый таракатум, или по-простому - аквариумный сомик.

И вот встала передо мной дилемма: как его кормить в моё отсутствие? Живность-то привыкла питаться дважды в день. Конечно можно купить корм выходного дня, но разве это выход? Адекватность - не наш метод! И решил я сделать модельку автоматической кормушки. потом с подсветкой. потом с компрессором. потом фильтр добавить. а под конец еще и сделать ее автономной, с автоматическим переходом на резервный источник питания, контролем светового дня.

Начал я её моделировать. К слову, принтера пока нет, но концепция по принтеру уже принята, модель выбрана, единомышленники (со-спонсоры) найдены, поэтому это вопрос лишь небольшого количества времени. На данный момент модель еще не доделана, поэтому представить её я не смогу, сегодня лишь будет техзадание.

1. Автоматическая подача корма 2раза в сутки, с возможностью регулировки количества подачи.

2. Автоматическое включение и выключение освещения в аквариуме, по времени.

3. Автоматическое резервирование всех систем аквариума. С поддержанием автономности не менее 1 часа (живу в квартире пропадание на больший промежуток времени редкость).

4. Встроенный компрессор воздуха для аэрации.

5. Встроенный фильтр (?). Тут пока проблема, имеющиеся в продаже фильтры, как правило, погружные, и рассчитаны на 220В. Поэтому скорее всего будет создаваться свой фильтр, с учетом китайских компонентов.

6. Наличие собственного блока питания.

7. Все это должно влезть в, оставшуюся свободной, часть заводской крышки, без радикальных её изменений (420х80мм).

8. Иметь свободный доступ к любому из компонентов.

9. Каждый из компонентов должен иметь автомобильный предохранитель формата мини (16мм) и номиналом, превышающим пиковое потребление на 15-30%.

Вкратце вот такие требования я поставил перед собой. В следующем посте, будет подбор компонентов из Китая, ибо на нашем рынке, всё идет втридорога.

Читайте также: