小型 IoT 魚菜系統

Description

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作者:李寬裕

 

創作發想

最早是夏天太熱,陽台要遮陽,因此評估幾種遮陽方式:

1. 陽台弄土耕 – 缺點是太重,並且可能會漏水很難處理。

2. 水耕 – 缺電用的是廠商自行開發的營養液,不是天然的,並且是化學物質,而且成分廠商沒有揭露,所以有風險。

3. 太陽能板 – 缺點太貴,要接近百萬。

4. 搭棚架或遮陽簾 – 缺點不環保,只是單純把陽光轉成熱能,散發到環境中。

 

最後選定魚菜共生,因為是天然的環境,並且可以自己組裝價格可接受,用魚桶沒有漏水問題,而且是把陽光變成菜,非常環保,因此在2013年底到林口陳登陽老師處學習魚菜共生,並在2014年在自家陽台架設成功,但是還是有缺點,那就是魚糞會阻塞管路及很難清理,這時候剛好Maker風潮吹起,於是想利用Maker工具解決魚菜共生遇到的問題,於是投入開始學習3D列印、雷切機、Arduino控制、樹莓派等這些Maker常用的工具,並且在之後把遇到的問題嘗試用maker的工具解決,因為這些工具都是超低成本,在可負擔範圍內。

後來為推廣魚菜共生,於是組裝一台小型魚菜共生設備展示,本展品就是利用 Maker 常用工具—3D 印表機、雷射切割機做出展示架、定植欄,並且利用 Arduino 讀取魚菜系統的水溫、水位、並且控制自動餵食機自動餵食,網路部分則由樹梅派讀取 Arduino 數值,並且透過網路傳輸出來。

 

小型魚菜共生展示平台

 

使用材料

1. 廢棄回收木板雷切當自動餵魚平台

利用Maker工具及Maker常用的TT馬達, 及資源回收的木板, 寶特瓶做出來的自動餵魚設備

 

2. 3D列印螺旋軸、製作展示平台、底部加滾輪

3. 寶特瓶回收再利用當成飼料瓶

4. 錏管、切斷機切成適當長度

5. 樹莓派

6. Arduino

7. 超音波偵測器

8. 水溫感測器

9. 沉水馬達

10. 水管 + 圓穴鋸 + 電鑽, 做成管耕設備

11. 3D列印管耕連接片

可以做簡單的連接件

 

列印出來的物件

 

12. 3D列印定植欄

3D也可以列印定植籃

 

13. 育苗棉

14. 小型普力桶

15. Arduino用繼電器

 

步驟說明

1. 首先要做出展示平台,利用剩餘的錏管、剩餘的木條,然後3D列印連接件,將錏管、木板、滾輪組合成一個小型可移動型展示平台

2. 利用廢棄木板用雷切切出一個小的展示板,將樹莓派跟Arduino還有繼電器固定在展示板上

3. 展示平台底下放一個小型普力桶,並且將沉水馬達置於其中

4. 展示平台上面用PVC水管挖孔做出一個管耕的設備

5. 將沉水馬達跟管耕水管相連通

6. 在樹莓派寫Java程式,用以跟Arduino溝通及做管理工作

7. 在Arduino寫Arduino code,用以接收並執行樹梅派的指令並且回傳結果

8. 佈線,將超音波感測器、水溫感測器、繼電器連接到Arduino上

9. 用USB線連接樹莓派跟Arduino

10. 插上電源開始運作

 

小型魚菜共生展示平台

 

結語

用Maker常用的工具,像是:3D列印、雷切機、樹梅派跟Arduino,還可以將原本要丟掉的資源回收再利用,就可以組合出一個超低成本的自動化系統,而且Arduino當初的設計理念就是要給不是電腦本科系的人使用的,所以語法相對簡單,任何人都可以透過訓練來使用Arduino,做出自己想要的自動化系統,並且在基地資訊流通相對豐富,且有同好的人一起互相研究,會使自己進步得更快。

 

 

(MakerPRO編輯部代發)

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      本展品就是利用 maker 常用工具—3D 印表機、雷射切割機做出展示架、定植欄,並且利用 Arduino 讀取魚菜系統的水溫、水位、並且控制自動餵食機自動餵食,網路部分則由樹梅派讀取 Arduino 數值,並且透過網路傳輸出來。
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