用 Freya 搭建动植物自动化造景缸

如今，许多人都喜欢在家中养上几条小鱼，或者在盆栽里栽上几株植物，让家中变得更加温馨。但很多时候，家中
较为单一的温湿度气候以及光照不适合某些动植物的生长。那么，怎样才能给你养的小鱼或小花创造出一个适宜的栖息地呢？制作一个自动化动植物养殖造景缸或许是个不错的解决方案。

什么是自动化动植物造景缸？顾名思义，它是自动化的造景缸。它能够通过调控箱内温度，湿度，光照等，自动化的模拟适宜动植物生长的气候，为你的小鱼或小花创造出一个适宜其生长的栖息地。同时，有了 Freya 这款免费的软件，你可以通过摄像头进行观察，还可以监测数据，积累一些养花或养鱼的经验。

特色

项目中使用的 Freya，是一款由作者开发的免费软件。其中，Freya 传感器模块是用于感应温度，湿度和光强度。Freya 电源开关模块用于切换照明，加热和雾化。

在项目开始前，首先需要准备一个玻璃缸以及手动制作一个专门放置设备的格子放在鱼缸的顶部。这样可以避免电线杂乱，以及设备暴露在外面，在格子的外部我将制作一个窗口用来安放触摸屏。接下来，设置好 Freya，设备就可以跑起来啦！是不是非常的有趣呢！

组件清单

Freya 软件 X 1
树莓派 X 1
5.1V 2.5A电源适配器 X 1
SD 卡 X 1
树莓派官方 7英寸触摸屏 X 1
鱼缸 X 1
Freya 传感器模块 X 1
Freya 电源开关模块 X 1
USB 2.0 A-B 电缆 X 2
USB 网络摄像头 X 1（可选）
USB 键盘 X 1
LED 条灯 X |若干
荧光灯 X 2
100W 220V陶瓷加热棒 X 1
4x6mm 的气动管 X 1
水泵 X 1
联轴器 X 1
6mm 的雾化喷嘴 X 1
5 升的罐装水 X 1

准备系统软件

在进行这一步前，请确保你已经组装好树莓派以及触摸屏，并在树莓派中已经安装好了一个安装了 Raspberry Pi 系统的 SD卡。在这一步骤中，我们将会安装 Freya 软件，并进行系统设置。

开始

将 USB 键盘连接到树莓派上，树莓派连接电源开机，进入到桌面后，按 CTRL+ALT+T 打开终端窗口。

注意：对于每个“sudo”命令，都会询问密码。默认情况下，用户名是“pi”，密码是“raspberry”

将树莓派连接上 WIFI

通过输入以下内容运行树莓派的配置工具。

sudo raspi-config

选择“1 System Options”并按下回车，之后选择“S1 Wireless LAN”并回车。之后，按照说明操作。

下载并安装 Freya

Freya是一个开源且免费的软件，你可以在 GitLab 下载，并通过执行以下命令安装。

wget https://gitlab.com/SpuQ/freyavivariumcontrolsystem/-/archive/master/freyavivariumcontrolsystem-master.tar
tar -xvf freyavivariumcontrolsystem-master.tar
cd freyavivariumcontrolsystem-master
sudo sh install.sh

也可以在项目文件库中下载：
https://make.quwj.com/project/403

启动时自动显示 Freya 的界面

Freya 有一个基于浏览器的界面，当系统启动时，我们需要一个浏览器以便打开 Freya，请打开 autostart 文件进行编辑。

nano ~/.config/lxsession/LXDE-pi/autostart

并添加以下内容：

sudo reboot

资源链接

https://gitlab.com/SpuQ/freyavivariumcontrolsystem/-/wikis/home

设计和制作格子和支架

制作格子

给鱼缸的顶部特别制作了一个可以容纳设备和线的格子。
--使用 SketchUp(https://www.sketchup.com/) 完成 3D 建模的设计。
--将模型导出为 .svg 文件。
--选用 9mm MDF 进行激光切割，并木胶冷粘。
--喷漆（黑色）。

制作支架

为了方便显示器安装在格子中，我设计了一个树莓派显示器支架。3D 打印资源可在查看。(https://www.thingiverse.com/thing:4891064)

3D 打印文件也可以在项目文件库中下载：
https://make.quwj.com/project/403

连接电线

连接电源开关模块

请务必注意，连接到电源开关模块的所有部件都必须使用相同的电压。功率开关模块设计为每个通道至多可承受5A，且总共至多可处理 6A！（W=AxR- 所以如果你使用 220V AC 的净电压，则可以连接到电源开关模块的最大功率可至 1320W ）

-CH1：灯的电源输出（将多个灯并联到该输出）。
-CH2：喷雾/灌溉泵的功率输出。
-CH3：加热棒的功率输出。
-CH4：备用的功率输出。

电源线标签连接路：电源输入。

使用 USB 2.0 A-B 电缆将电源开关模块与树莓派相连。连接 USB 电缆前，请确保电源开关模块上USB端口旁边的 DIP 开关（地址选择，标记为 ADDR）均处于向上位置（选择地址 1）.

安装传感器模块

将传感器模块放在培养箱内的关键位置。我将传感器模块放置在鱼缸内右侧窗口的中间，并用双面胶带固定。之后，使用 USB 2.0 A-B 电缆将传感器模块连接至树莓派。

在连接USB之前，请检查你的传感器在USB端口旁边是否有DIP开关，如果有，请确保其开关都处于向上的位置（选择地址 1）。如果你的传感器模块没有 DIP开关，那么它的默认地址就是 1。

安装摄像头（可选）

-将 USB 摄像头面朝下放置在鱼缸的中心，以便俯视观察鱼缸。
-用 USB 线将 USB 摄像头与树莓派相连接。

配置 Freya

一切安装完成后，就可以等待通电了！系统将会在 Freya 的主视图中启动。Freya 的界面设计的十分直观简单。

在配置过程中，会提醒你配置气候，在这里自带夏季和冬季两种季节的选择，温度，湿度和昼夜照明会随季节的不同而变化。

现在，你可以为你的动植物培养箱创建一个合适的季节啦，享受你的自动化动植物养殖生活吧！