Automatizace chodu akvária pomocí platformy Arduino

Tomáš Velík

Bachelor's thesis

Automation of aquarium processes using the Arduino platform

Abstract:

Bakalářská práce se zabývá vývojem a následnou realizací řídícího systému postaveného na platformě Arduino, který cíleně ovládá některé činnosti potřebné pro chod akvária. Těmito činnostmi je myšleno hlavně ovládání osvětlení akvária s funkcí postupného rozednívání a stmívání v závislosti na nastaveném čase a výkonu. Dále aplikování až 5 různých kapalných hnojiv v libovolném nastavitelném množství, nebo nahrazení komerčního přístroje Twinstar Nano, který pomáhá zvýšit kvalitu vody a potlačit růst řas. Další funkce systému už nemají na ekosystém takový vliv, ale uživateli usnadňují údržbu akvária. Veškerá nastavení je možné provádět přes maticovou klávesnici, která je součástí systému. Položky nastavení jsou dostupné pomocí uživatelského rozhraní, které je zobrazováno na zabudovaném displeji. Pro pohodlnější práci s řídícím systémem je vytvořena aplikace v programovacím jazyce C Sharp a pro vzdálený monitoring je vytvořeno webové rozhraní.Bakalářská práce je rozdělena na dvě základní části. V teoretické části je popsán ekosystém akvária a nejdůležitější procesy, které v akváriu probíhají a které mají zásadní vliv na biologickou rovnováhu. Dále je provedena analýza dostupných zařízení na trhu, která víceméně řeší automatizaci akvária. Následně je popsán hardware, který je použit pro realizaci řídícího systému.Praktická část se věnuje vývoji řídícího a komunikačního programu, které jsou naprogramovány v jazycích Wiring a C Sharp, a následně samotné realizaci řídícího systému s připojenými moduly.Na konci práce je provedeno ekonomické zhodnocení projektu, srovnání s dostupnými výrobky na trhu a probrané možnosti rozšíření projektu.

Abstract:

This bachelor thesis deals with the development and subsequent realization of a control system using the Arduino platform. The control system takes care of several processes. First, it controls an aquarium illumination with gradual brightening and dimming depending on the time and power presets. Second, the system controls dosing of up to 5 different liquid fertilizers in an adjustable quantity serving as a replacement of the commercial Twinstar Nano, which increases water quality and suppresses algal growth. Finally, it provides additional features helping with maintenance of the aquarium. All the system settings can be performed and monitored either via a matrix keypad and a built-in display or via a C# application and a web interface that allows remote monitoring.The bachelor thesis consists of two main parts. First, the theoretical part describes the ecosystem of the aquarium and its most important processes with a major influence on the biological balance. An analysis of automation equipment available on the market with a description of hardware that was used for implementation of the control system is also considered in the theoretical part. Second, the practical part describes the development process of the control and communication program, which are implemented in the Wiring and C# languages, and subsequently the implementation of the control system with connected modules.The thesis ends within economic evaluation of the project realization and its comparison to the products available on the market. The possibilities of project extensions are also listed.

Keywords

automatizace, akvárium, ekosystém, Arduino, monitoring

Keywords

Arduino, Automation, aquarium, ecosystem, monitoring

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 3. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Marek Pícka, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Economics and Management

Bachelor programme / field:
Systems Engineering and Informatics / Informatics