Простейшая автоматизация гроубокса на Xiaomi

В этой статье предложим простой (без сложных контроллеров и использования паяльника) и доступный вариант автоматизации, с возможностью управления с любого смартфона на базе iOS или Android.

Одна из сложных задач при выращивании в помещении - это создание оптимальных и стабильных условий для растений. Упрощает эту задачу - автоматизация, контролирующая основные параметры среды. Рассмотрим эти параметры:

Свет

При выращивании под искусственным освещением гроверу необходимо регулировать длительность светового дня и ночи, в зависимости от фазы роста растения.

Для автоматизации работы света и задания циклов включения/отключения ламп применяются простые и известные решения, например, электромеханический таймер. Но в таком приборе есть и минусы: им невозможно управлять дистанционно, не дает возможности следить за перепадами или внезапным отключением электричества.

Температура

Оптимальным для выращивания является диапазон температуры 22-28°С. Большой перепад между дневными и ночными температурами приводит к стрессу. Разница не должна превышать 10°С (в идеале 5-7°С).

Важно провести мониторинг температуры во время работы ламп и после их отключения. Для этого анализа можно фиксировать показания с термометра в ручном режиме каждый час, но это не очень удобно.

Влажность

Контроль влажности в помещении также является важнейшей задачей. Повышенная влажность во время цветения может привести к развитию плесени и других патогенов, которые могут загубить весь урожай.

Низкий уровень влажности на стадии вегетации приведет к медленному росту растений. Уровень влажности в боксе может значительно меняться днём, ночью, после полива, замер и анализ уровня влажности позволит оптимизировать работу вентиляции.

Почва или питательный раствор

Главные параметры почвы или питательного раствора включают в себя: определение кислотности (pH) и концентрации солей (PPM). Также важна температура грунта или раствора.

Принцип и алгоритм работы

Мы предлагаем собрать систему автоматизации на устройствах и датчиках умного дома от Xiaomi. Они доступны и надежны, как показала практика. Программа для управления от Хiaomi совместима со всеми смартфонами на iOS и Android.

Схема автоматизации:

Датчики, установленные в гроу-боксе, посылают данные в шлюз через bluetooth. Далее шлюз передаёт их через интернет на серверы Xiaomi, а затем в ваш смартфон.

Все датчики можно недорого заказать на AliExpress. Лучше выбрать оригинальные или полностью совместимые с Xiaomi устройства!

Понадобится также 2G интернет. Самый простой вариант - это связка WiFi-роутера и GPRS-модема. При отсутствии интернета мониторить данные можно только через bluetooth в радиусе действия.

Стоимость компонентов:

• Bluetooth Шлюз ClearGrass Gateway ~ 800 руб
• Датчик температуры/влажности Xiaomi Mijia Bluetooth hygrothermograph - от 400 руб.
• Датчик субстрата/почвы Smart Flower Monitor - от 1200 руб.
• Смарт-розетка Mijia Smart (ZNCZ04CM)- от 750 руб.
• Любой б/у роутер с WiFi 2G + GRPG-модем ~ 1500 руб.

Общая минимальная цена системы на один бокс выходит от 4000-5000 руб.

Установка автоматизации

1. Размещаем датчики в гроубоксе, включаем устройства (удаляем защитную плёнку с элементов питания, если нужно). Сетевое оборудование (освещение, увлажнитель, выдув, отопитель) подключаем через смарт-розетки.

2. Устанавливаем на смартфон приложение "MiHome". Регистрируемся, заполняем профиль, добавляем "Новый дом". Также в настройках нужно переключить регион на Китай (это необходимо для корректной работы).

3. Начинаем добавлять устройства в умный дом, начиная со шлюза. Должен работать 2G-интернет и включен Bluetooth на смартфоне. Настройка тут интуитивно понятная. После успешной синхронизации шлюза с сетью он готов к соединению с bluetooth-устройствами.

4. Добавляем в Дом поочередно все bluetooth-датчики и розетки, следуя инструкциям в приложении.

Так выглядит в приложении успешно настроенный шлюз, с подключенными датчиками:

5. Теперь мы cможем удалённо мониторить параметры среды в динамике: разницу температур, влажность, интенсивность освещения, концентрацию солей а также включать/выключать сетевые устройства через приложение.

После некоторого наблюдения за данными, можем приступать к настройке и отладке автоматизации!

Настройка автоматизации в приложении

Алгоритмы автоматизации можно составлять как простые, так и сложные, с множеством составных условий "Если..., то...."

Автоматизация настраивается через соответствующий раздел в приложении:

Вариантов алгоритмов множество. Для поддержания нужной температуры можно задать такой алгоритм:

Если температура на Датчике 1 ниже 24, то "Вкл. розетку с нагревателем"
Если температура на Датчике 1 выше 28, то "Выкл. розетку с нагревателем"

Для поддержания уровня влажности можно задать такой алгоритм, например:

Если влажность на Датчике 2 ниже 50%, то "Вкл. розетку с увлажнителем" Если влажность на Датчике 2 выше 75%, то "Выкл. розетку с увлажнителем"+"Вкл. розетку с вентилятором на выдув"

После настройки автоматизации проверить её работоспособность можно в разделе Отчёты:

В дальнейшем возможно подключение других совместимых устройств и датчиков. Например, повесить камеру в боксе для визуального контроля состояния растений или следить за пиковой мощностью при работе дросселей с помощью смарт-розеток, определяя проблемы в проводке и т.п.

Существуют ещё полезные в нашем деле датчики дыма, затопления и другие. Их интеграция в систему аналогична. Финальный вид системы зависит от ваших потребностей, условий и фантазии!

Приложение "MiHome" позволяет дать доступ к мониторингу и администрированию другим людям. Можно расшарить весь умный дом или отдельное устройство (датчик).

Несколько советов:

• Проверяйте покупаемые устройства на совместимость. На AliExpress масса не оригинальных аксессуаров и их надежная работа в связке с приложением от Xiaomi не гарантирована!
• Сверяйте показания датчиков другими приборами. Особенно ключевые: pH и PPM.
• Китайские электронные устройства часто приходят с трех-контактной китайской вилкой. Могут понадобиться переходники.

Итоги

Получаем доступную по цене и простую в установке систему, не требующую широкого канала в интернет. Минимальной скорости будет достаточно для обмена данных с серверами.

Здесь был предложен лишь один возможный вариант автоматизации. Но сейчас на рынке представлено множество систем "SmartHome" с различным функционалом. Поэтому развивать автоматизацию для своего гроубокса есть куда. Предлагайте свои варианты.

Удачи вам и отличных урожаев!

Статья участника конкурса «Автор, Жги!». Автор: Канал @cannabizschool

Еще почитать:

• Автоматический климат-контроль своими руками
• Робот-садовник на Arduino Mega
• Умный автополив на базе модулей Arduino
• Стройрепорт системника Chieftec на базе контроллера Аrduino
• Простой GrowBox из системника