Kamu urbaaniviljelijän apulaisena

Abstract

KaMu on kutsumanimi Aeropod Oy:n aeroponiselle kasvatusmoduulille, jossa kasvatetaan mukulakasveja. KaMun ohjaustapa on ollut tähän saakka hyvin yksinkertainen ja yksipuolinen, joten Aeropod lähti etsimään ratkaisuja sen parantamiseen. Tässä opinnäytetyössä on suunniteltu ja rakennettu web-pohjainen automaatio-ohjaus, jonka tavoitteena on olla viljelijän tukena viljelyssä.

Ohjattavina laitteina ovat vesipumppu ja kasvilamput, ja ohjaus perustuu enimmäkseen käyttäjän määräämiin asetusarvoihin. Tärkeänä osana ovat myös anturit, joista osa on tarkoitettu datan keräystä varten ja osa tunnistamaan vikatilanteet ja huollon tarve Järjestelmään on myös suunniteltu autonominen vikatila, joka lähettää hälytystä käyttäjälle ja itsenäisesti sulkee osittain tai kokonaan systeemin ilman käyttäjän ohjausta.

Päämääränä on rakentaa kevyt- ja helppokäyttöinen ohjaus sekä sen lisäksi suunnitella varapiiri, joka korvaa pääjärjestelmän ongelmatilanteissa. Varapiiri on pääosin analoginen, eikä sisällä etäohjausta ja -luentaa, mutta on myös autonominen sekä ohjattavissa manuaalisesti käsin. Sitä voi käyttää erikoisolosuhteissa tai pääjärjestelmän rikkoutuessa. Pääjärjestelmän ytimenä on CONTROLLINO MAXI, joka on Arduino-pohjainen relemoduuli. Moduulissa on sisäinen kello sekä Ethernet-liitäntä, mikä on välttämätöntä kasvatussysteemin toiminnalle. Koodikielenä on C ja C++.

Piirien suunnittelussa referensseinä toimivat nykyiset ammatti- ja harrastajakäyttöön tarkoitetut järjestelmät, sekä aiemmin innovaatioprojektissa suunniteltu demoversio Aeropodin järjestelmälle. Opinnäytetyön lopputuloksena on toimiva demoversio, jota kehitellään lisää ennen asennusta järjestelmään. Kuitenkin kaikki oleelliset toiminnallisuudet on testattu toimiviksi.

KaMu is a cultivation module by Aeropod Oy, used in aeroponic cultivation of potatoes. So far controlling KaMu has been very simple and crude, so Aeropod wanted to improve the functionality of the design. The purpose of the thesis work was to design and build the automation for the aeroponic cultivation system, system control and monitoring of conditions with a web-based user interface. The main goals were to design easy and functional system control, alarms in case of disturbances, and data collection and reading from sensors.

The devices that need controlling are water pumps and greenhouse lights. Controlling is based on values specified by the user. Some of sensors collect data and some are used to notice alarms and the need for maintenance. System for autonomous alarm sends a notification to the user and automatically and shuts down the system partially or completely without any user input. The aim was to design a system that is a lightweight and easy-to-use control system, and a backup circuit that replaces the main system when it breaks down.

CONTROLLINO MAXI operates system and has an internal clock, as well as an Ethernet interface, which is necessary for the operation of the growing system. The code language was C and C++. In the circuit design, the references were the current systems for professional and amateur use, as well as the demo version of the Aeropod system previously designed in an innovation project. The result of the thesis work is a functional demo version, which is developed further before installing it into the system.