RootMaster — это автоматизированная гидропонная система на базе Raspberry Pi Zero 2W, разработанная для точного управления водными ресурсами и условиями окружающей среды. Решение также интегрирует микроконтроллер STM32G4 для выполнения операций в реальном времени, таких как управление насосами и периферийными устройствами, управление датчиками и обработка данных с внешних датчиков, таких как индикаторы уровня воды. Он также генерирует сигналы PWM для управления питанием подключенных устройств и обеспечивает связь с внешними модулями через интерфейс CAN FD.
В то время как STM32 обрабатывает задачи на уровне оборудования, Raspberry Pi Zero 2W управляет высокоуровневым управлением и взаимодействием с пользователем. RootMaster может быть запрограммирован на Python, C, C++ или других языках программирования и полезен для таких приложений, как автоматизация гидропоники, циркуляция воды и контроль окружающей среды.
Технические характеристики RootMaster
- MCU – STMicro STM32G473 32-битный Arm Cortex-M4 микроконтроллер @ 170 МГц для операций в реальном времени
- Основной контроллер – совместим с Raspberry Pi Zero 2 WH для графического интерфейса и других интерфейсов
- Датчики
- Датчик pH для контроля кислотности питательного раствора
- Датчик температуры воды для предотвращения поражения корней растений
- Датчик EC (электропроводности) для отслеживания концентрации питательных веществ
- Датчик температуры и влажности воздуха для мониторинга окружающей среды
- Расходомер для определения расхода воды
- 3х цифровых входа для дополнительных датчиков (например, индикаторов уровня воды)
- Выходы:
- 6х выходов переключателей высокого уровня для насосов и клапанов (0-12 В, PWM-управление)
- Поддержка до 3х насосов и 3х клапанов (перистальтических или водяных насосов)
- Расширение
- Интерфейс шины CAN с поддержкой CAN FD до 1 Мбит/с для расширения системы
- 3х цифровых входа
- Питание
- Питание 12 В от разъема DC barrel jack
- 12 В от USB-C PD
- Размеры – 101,0 x 101,0 мм
Система автоматизации гидропоники RPI
Аппаратное обеспечение имеет открытый исходный код, поэтому, взглянув на схемы, мы видим, что цифровой датчик температуры и влажности HDC1080 припаян к плате, а другие датчики подключаются к плате извне. Помимо этого, на плате имеются генератор отрицательного напряжения TPS60400DBV, ADS1115IDGS ADC, цифровой потенциометр MCP4017T-502E/LT, изолятор ADM3260ARSZ-RL7 со встроенным DC/DC-преобразователем, опорное напряжение REF3020, операционный усилитель TLV271, контроллер USB PD CH224K, защитный диод ESD TPD2EUSB30, регулятор напряжения AMS1117-3.3, понижающий преобразователь TPS5430DDA, трансивер CAN SN65HVD230, контроллер CAN FD MCP2518FD-xQBB и встроенная EEPROM AT24C256C.
С точки зрения программирования RootMaster поддерживает несколько вариантов программирования и отладки для различных нужд разработчиков, есть интерфейс TagConnect 10-pin (TC2050-IDC), разъем 2,54″, совместимый с STM32 Blue Pill , дополнительный разъем Cortex Debug для расширенной отладки и USB DFU для простых обновлений прошивки. Файлы проектирования оборудования (схемы KiCad, макет печатной платы и т. д.), 3D-файлы, прошивка Rust и веб-интерфейс «Hydroponic Flower Control» можно найти в учетной записи GitLab OpenHydropnics, а некоторая документация доступна на веб-сайте OpenHydroponics, включая инструкции по включению интерфейсов CAN Bus и 1-wire в ОС Raspberry Pi.
RootMaster с корпусом, напечатанным на 3D-принтере
Ранее мы писали о сельскохозяйственных продуктах, таких как SenseLora 4G Gateway , WisGate Soho Pro RAK7267 и Eduponics Mini v2.0 Smart Agriculture IoT kit. Рекомендуем вам ознакомиться с обзорами, если вас интересуют решения Smart Agriculture.
Система гидропонной автоматизации на базе RootMaster Raspberry Pi доступна на Lectronz и Tindie примерно за 54,00$. Вам также понадобятся некоторые аксессуары для ее подключения, и разработчики протестировали насос мощностью 12 В и датчик проводимости и температуры воды, которые доступны на AliExpress.
Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.