Progetto automazione in vasca: Turtle Tank Management System

[dansim 10]

Vivendo in Cina, in una piccola e periferica città industriale in cui la vita è parecchio noiosa, e avendo bisogno di mantenere mani e cervello in movimento, tutta una sfilza di piccoli progetti hanno avuto convergenza in qualcosa che, da quando allevo trachemys, è sempre stato un chiodo fisso: l'amministrazione remota dell'acquario. Pensando di non essere il solo ad aver concepito un simile pensiero malato, ho cercato e ricercato su internet immaginando l'esistenza di qualche azienda che commercializzasse prodotti finiti mirati a questo scopo, ma invano. Al contrario, ho trovato solo qualche progetto amatoriale tra youtube e altre fonti, ma niente di organico.

Ciò mi ha portato a impegnarmi per riuscire a realizzare ciò che volevo, ovvero l'automazione completa (o quasi).

 

 

Riporto link di un mio vecchio post, giusto per mostrare la mia vasca attuale, ma più tardi posterò foto delle ultime recenti modifiche:

 

 

http://www.tartaportal.it/16-terrari-e-acquaterrari/60747-nuovo-acquaterrario?p=1153728&ampviewfull=1#post1153728

 

 

 

Stato attuale della vasca:

 

 

1) Luci spot e neon temporizzate e controllabili manualmente via web;

2) 2 filtri esterni controllabili manualmente via web (è possibile spegnerli in caso di problemi);

3) Feeder per pellet di grande capienza (sufficiente in casi estremi per anche un mese o più) temporizzabile a piacimento e controllabile manualmente;

4) 2 IP webcam con sensore di movimento, controllabili Pan-Tilt-Zoom via web

5) Riscaldatore 4x300w controllabile via interfaccia web

 

 

Tutte le funzioni sopraindicate sono accessibili da una sola pagina web di controllo.

 

 

 

 

Riepilogo dell'hardware necessario:

 

 

1) Mac Mini Server per gestione temporizzazioni, pagina web di riepilogo e server FTP per archivio foto IP cam (sostituibile con un qualsiasi pc linux, anche un raspberry PI da 30 euro. Suppongo si possa fare anche su piattaforma Windows ma non ci penso nemmeno a esplorare la cosa...);

2) 2 IP cam cinesi da 20 euro cadauna;

3) APC Rack Power Distribution Unit AP7901, che altro non è che una ciabattona elettrica per server con interfaccia web di controllo e configurazione, vedi foto sotto, costa circa 600$ ma l'ho trovato a 60 euro. In sostanza su ogni presa ci si può attaccare un qualsivoglia strumento elettrico, e lo si può accendere o spegnere a piacimento via remoto; In realtà ne avevo già uno in uso da tempo, e ne ho appena acquistato un secondo per distribuire meglio il carico elettrico, che tra riscaldatori, luci e filtri, in inverno arriverà intorno ai 1800W...

4) Feeder per pellet da laghetto

5) Filtri, luci, acquario, tartarughe, ecc.

 

 

 

 

Il software di controllo di tutto ciò non è sostanzialmente complicatissimo. Tutte le apparecchiature elettriche sono collegate all'APC Rack PDU, il quale permette di accendere/spegnere le prese singolarmente alla ricezione di comandi SNMP via TCP/IP. Nel Mac Mini Server, sono stati impostati dei Cron Jobs (sostanzialmente dei comandi temporizzabili a piacimento) che inviano i suddetti segnali SNMP all'AP7901 quando è ora di dar da mangiare, accendere/spegnere le luci, o altro.

 

 

Il feeder da laghetto ha comportato un poco di ricerca prima dell'acquisto: tutti i feeder commerciali esistenti permettono di alimentare 2-3-4-x volte al giorno, ma non a giorni alterni come è necessario per le trachemys. Ciò mi ha costretto a utilizzare solo il feeder come contenitore e distributore, realizzando però a parte il sistema di controllo e temporizzazione. Inoltre, avevo necessità di un feeder che avesse un tasto fisico per distribuire manualmente i pellet, tasto da sollecitare con una chiusura temporizzata del circuito amministrata tramite Cron Job e AP7901. Ho trovato anche di meglio, ovvero il feeder che ho acquistato effettua un giro di rotazione, e un conseguente turno di alimentazione, come prima cosa alla sua accensione. È stato quindi sufficiente creare un ponte, bypassando il tasto di accensione, e facendo sì che l'AP7901 fungesse esso stesso da tasto di accensione. Dare corrente al circuito per 30 secondi è sufficiente perché il feeder si accenda, compia un giro di rotazione e si metta in stand-by. La configurazione attuale è così composta: il Mac Mini lancia un comando SNMP all'AP7901, il quale sollecita un relè da 220v esterno che chiude il circuito del tasto di accensione del feeder. Dopo 30 secondi, ad alimentazione effettuata, il Mac Mini invia il segnale di spegnimento e tutto va a riposo. Al contempo, quando viene lanciato il processo di alimentazione, una delle due webcam si sposta preventivamente a inquadrare lo scivolo di caduta dei pellet, e scatta delle foto in sequenza, sollecitata dal movimento dei pellet in caduta. Le foto vengono immagazzinate su un server FTP sul Mac Mini, e fungono da prova certa che i pellet siano finiti in acqua.

 

 

Un po' più complessa è stata la realizzazione del riscaldatore con interfaccia web, basato su hardware Arduino Mega e programmato da un amico che si è trovato coinvolto nel misfatto. Il software consente di impostare e monitorare la temperatura da remoto, con precisione fino a 1/100 di grado. È anche possibile regolare la temperatura con dei tasti fisici sulla centralina stessa del riscaldatore, ma in questo caso con una variazione di 1/2 grado. La centralina non fa altro che leggere la temperatura dell'acqua tramite una sonda immersa, e accendere o spegnere i quattro riscaldatori in sequenza, mantenendoli accesi fino al raggiungimento della temperatura impostata, esattamente come tutti i riscaldatori commerciali disponibili ovunque. Il plus è la possibilità di controllare tutte le funzioni via remoto, anche il reboot della centralina stessa in caso di errori software/hardware. Un piccolo script in esecuzione sul Mac Mini controlla la temperatura impostata e quella reale tramite TCP/IP ogni 5 minuti, e rende disponibile il log temperatura sull'interfaccia web di controllo. Oltre che essere amministrabile via web, la centralina del riscaldatore ha anche un display LCD retroilluminato che consente la gestione completa del sistema anche tramite i tasti fisici sulla centralina stessa, senza l'utilizzo di un computer. Un led RGB accanto al display cambia colore in base alla funzione corrente: rosso con riscaldatori accesi, blu con riscaldatori spenti, e via dicendo.

 

 

 

 

A tutto ciò si aggiunge, come "riepilogo logico", una paginetta web, realizzata in html e php, che racchiude in sé lo stream delle 2 IP cam, l'interfaccia di controllo del riscaldatore, il log della temperatura dell'acqua, e alcuni tastini di controllo manuale nel caso si volesse accendere/spegnere luci o altro in barba alle impostazioni dei timer quotidiani. Una piccola finezza (che mi ha portato via un giorno intero di lavoro...), quando si clicca su uno dei tastini per accendere o spegnere manualmente neon o spot, la webcam di sinistra inquadra preventivamente le luci, successivamente viene dato il comando di accensione/spegnimento, dopodiché la webcam torna a inquadrare la zona emersa; così facendo si verifica visivamente con maggiore facilità l'effettivo funzionamento del comando in corso.

 

 

L'effetto dello screenshot della pagina non è il massimo, in realtà l'immagine blu di sfondo scorre con la pagina, ma facendo uno screenshot unico è impossibile visualizzarne l'effetto.

 

 

 

 

Concludo aggiungendo che, va da sé, questo progetto è da ritenersi tutt'altro che completato e finalizzato, ma è costantemente in stato di cambiamento e miglioramento (altrimenti la noia imperversa…).

 

 

Commenti o suggerimenti?

Modificato 17 Settembre 2013 da dansim

[Acquarion 15]

Se avessi scritto in cinese, ti avrei capito di più ahahah di informatica mi intendo solo circa quella per giuristi e cioè PEC e firma digitale...

 

Però un dubbio mi assale: non per screditare tutta la tua progettazione, ma a che serve tutto ciò? Il filtro sta acceso h24/24. Le lampade si regolano con la presa timer. Il riscaldatore é automatico. Le cam le collego al pc che al massimo lo uso con teamviewer e vedo cosa succede...

 

Cioè, chi sarebbe il papabile utente di questa automatizzazione? A quale categoria di persone è indirizzata??

[dansim 10]

Non è che sia indirizzata particolarmente verso una categoria di persone, è semplicemente un'idea che avevo in mente e che ho finalmente realizzato e voluto condividere. Poi per chi è spesso lontano da casa, può essere un'idea per sorveglianza e amministrazione remota, come un qualsiasi altro sistema di domotica.

Il riscaldatore è automatico sì, ma non se ne può ordinariamente controllare la temperatura da lontano. Riguardo i filtri, avendo la vasca a livello pavimento, mi è capitato che mancasse la corrente e il tubo di pescaggio di uno dei due filtri si svuotasse. Al ritorno della corrente il filtro non è riuscito a ripescare acqua e la pompa ha girato a vuoto per ore, rischiando di bruciarsi. Con questo sistema posso spegnere uno dei due filtri finché non ho modo di intervenire manualmente.

Le lampade si regolano con le prese timer... Sì. Finché manca la corrente, nel qual caso i timer meccanici si sballano di tante ore quanto lungo è stato il periodo di mancanza di corrente, e se non si è a casa tutti i giorni la cosa può comportare problemi, esempio: normalmente accendi la spot dalle 10 alle 17? Manca la corrente per 4 ore, e quando la corrente ritorna i timer accenderanno e spegneranno la spot dalle 14 alle 21. Ribadisco, non è un problema mortale ma io, da precisino e interessato di hobbystica e fai da te ho preferito risolverlo.

[Leonida89 62]

Tanto geniale quanto poco comprensibile per me! (appassionato di informatica si, ma a questi livelli nemmeno ci provo!)

 

Un esempio di robo-hotel per tartarughe... pesa la noia in Cina, eh? :D:D:D

[dansim 10]

Non ne hai idea... :D

 

Qualche foto aggiuntiva, dove sono visibili le paratie antievasione rosse e verdi (taglieri ikea forever) e la zona "elettronica" di supporto.

 

[Acquarion 15]

... Solo non si vedono, i due "leocorni" (tartarughe )

.cit

[Multijet 360 10]

Scusa se mi permetto.. ma sembra più un laboratorio sperimentale tipo "area 51" che un allevamento di tartarughe (forse Ninja) a questo punto!! Modificato 17 Settembre 2013 da Multijet 360

[dansim 10]

E io che speravo che nessuno sarebbe riuscito a intuire le mie vere intenzioni..

[dansim 10]

... Solo non si vedono, i due "leocorni" (tartarughe )

.cit

Eccoli qua i tartacorni

 

[ilario70 15]

Ciao ccomplimenti per il progetto. Forse (o mi sfugge) hai tralasciato la questione della evaporazione della acqua. Servirebbe un serbatoio che riempi la vasca quando raggiunge un livello minimo

[dansim 10]

La cosa non è stata tralasciata. Ho ricercato ampiamente l'argomento e la teoria è pronta, rubinetto con controllo elettronico del troppo pieno e via dicendo. Il problema è che l'acqua va lasciata a decantare prima di essere inserita in vasca (per eliminare il cloro), e questo comporterebbe l'installazione di un serbatoio aggiuntivo in cui l'acqua rimane a tempo indefinito, e da cui solo ogni tanto vengono prelevati piccoli quantitativi di acqua in modo automatico.

Ora, non so se è un problema dell'acqua della rete idrica locale o cosa, ma quando l'acqua rimane ferma in un recipiente più di 3-4 giorni, si generano alghe e schifezze varie, e questo rende non realizzabile la cosa..