#4 RasPIma: AquaPI modul

 

Akvarijní light-modulátor

verze 2.0

Klíčové vlastnosti :
  • ESP32_WiFi, ESP_EASY

AquaPi je modul ovládající celodenní osvětlení akvária, který byl nově připojen do systému chytré domácnosti RasPIma. Je založen na čipu ESP32_WiFi se spínacími logickými obvody 12V/5A a s přístupem přes WiFi. Všechny tyto moduly jsou připojené do speciální SSID a pomocí VLAN odděleny od ostatního síťového provozu (hlavně i kvůli bezpečnosti). 

Dále je možné do modulu připojit i ovládat různé další senzory (např. DS18b20, tlač., …). 

V základní verzi modul ovládá osvětlení akvária (RGB+W) a načítá teplotu.

AquaPI modul
Vnitřní sestavení
Box z 3D tisku

AquaPI - light component

AquaPI – light komponenta” je ručně vytvořený světelný panel z LED-modulů (RGB+W) zapouzdřený v plexisklu.  Počet LED-modulů je následující :

      • R (red): 7 ; G (zelená): 8 ; B (modrá): 9 
      • W (warm): 5 ; W (cold): 10
AquaPI - light (spodní strana)
AquaPI - light (horní strana)

Všechny části plexi-desek musely být pomocí silikonu 100% utěstněny, aby se zamezilo vnikání vlhkosti na moduly a taktéž byla horní strana opatřena 120×120 tichým ventilátorem z důvodu zamezení rosení, protože vlhkost se ukázala pro LED-moduly značně devastující faktor.

Pro konektivitu vznikly 4 okruhy (12V) – R / G /B / W (cold+warm), které jsou připojeny do AquaPI modulu (na výstupy umožňující plynulou regulaci (PWM).

AquaPI - funkcionalita

Mozek celého sestavení a čip ESP32, na kterém je použit firmware ESP_EASY. Je to hlavně zvoleno pro zjednodušené ovládání výstupů přes příkazový řádek (curl). Jak už bylo zmíněno výše, s modulem se komunikuje přes WiFi připojeného na speciální SSID / VLAN. Vše opět ovládá speciální python-script spouštěný centrální službou chytré domácnosti RasPIma. Zjednodušeně ovládá intervalově 4 PWM-výstupy a čte teplotu z čidla.

Rozvrh svícení je rozdělen na 7 programů (režimů), které se mezi sebou plynule mění, abych co nejlépe simulovat denní slunce (bez šokujících přechodů “blik/blik…”) :

 

A nyní to komplikovanější ... jak svítit ? ...

Na tuto otázku není jednoznačná odpověď. Pročetl jsem mnoho názorů a článků, na co si dát pozor, čeho se vyvarovat, abych pro své řešení zvolil optimální variantu. Nicméně jedna poučka vždy v různých názorech převládá – musí se zkusit , sledovat a reagovat.

Světlo je totiž rostlinných akvárií jedním z nejdůležitějších kritérií úspěchu.

Níže uvádím taková důležitá pravidla, která jsem použil pro své řešení :

Barevná teplota (Kelvin)

 

  • V denním programu se držím u 5500K – 6400K
  • u ranního 4000K
  • u večerního 3800K

Barevné spektrum (PUR - PAR)

PAR – veškeré světlo dopadajíc do akvária;  zkr. Photosynthetically active radiation (fotosynteticky aktivní záření/radiace) – udává se v jednotkách μmol.m2.s

PUR – světlo využívané rostlinami pro růst a fotosyntézu

Tak toto byla nejkomplikovanější část nastavení, abych se dostal na optimální hodnoty.

Akvarijní rostliny potřebují pro svůj růst a fotosyntézu světlo o vlnové délce 400 – 500nm a 620 – 740 nm, což ukazují následující grafy, kterých jsem držel při nastavování :

Graf A – 420 – 500nm 

tato vlnová délka světla je třeba ke zdárnému růstu rostlin

Graf B 

v této vlnové délce začínají rostliny látkovou výměnu

Graf C – 670nm 

tato vlnová délka je důležitá pro tvorbu chlorofylu a další zdárný růst rostlin

  • Takto postupně se mění vlnové délky během dne, aby docházelo k látkové výměně, fotosyntéze, růstu. 
  • Denní program (tedy nejdelší svícení přes den) je nastaveno dle tmavě-modré čáry ve spodním grafu.
  • Množství světla se pohybuje v rozmezí 40-50 μmol.m2.s
Měnící se vlnové délky během dne

Doba svícení

Optimální doba svícení je udávána 7 – 10 hodin. U AquaPI je to celkem 13 hodin, nicméně od 20:00 do 22:00 je spuštěn večerní program s modrým osvětlení pro “design”, ba akvárium je také na krásu a relax, což z celkových hodin dělá 11 hodin svícení.

Ukázky akvária s AquaPI

3D box pro AquaPI

Poznámky pod čarou ...

Po dvou měsíčním testování mohu s určitostí potvrdit, že se růst nežádoucích řas výrazně zpomalil a flora začala bujet a více růst. Nicméně se nesmí zapomínat na hnojení, údržbu … atd. … 

Stav projektu
RasPIma 80%

Dalším krokem, který bude následovat, je obdobný projekt s názvem “BirdPI” … tzv. ptačí modulátor, který bude sledovat teplotu / vlhkost v zimní ptačí voliéře,  regulovat ventil k topnému systému a v neposlední řadě podobně regulovat světelné podmínky – koncept se právě připravuje.

MarasGuru
Designer, Development

You may also like...

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *