Automatisk Vandingssystem

Rettelser Fatal: Der skal laves en skitse over systemet........................... 12 Fatal: Der skal laves software diagrammer til system arkitektur - applikationsmodel sekvens diagrammer state machines osv............................... 15 Fatal: Der skal laves diagrammer for RS485 converter..................... 33 Fatal: der skal indsættes resten af teknologi undersøgelserne.................. 34 Note: Scopebilleder, forklaringer osv................................ 36 Fatal: Alle accepttest skal rettes der er ingen af dem der passer................ 37 1 af 41

Automatisk Vandingssystem Projektdokumentation Aarhus Universitet Gruppe 6-3. Semester - F15 vejleder: Michael Alrøe dato: 28-05-2015 Lærke Isabella Nørregård Hansen - 201205713 - IKT Kasper Sejer Kristensen - 201370050 - IKT Kalle Rønlev Møller - 20105969 - IKT Jakob Alexander Szalontai Kristensen - 201270250 - IKT Kenn Hedegaard Eskildsen - 201370904 - E Karsten Schou Nielsen - 201370045 - E Thomas Vase - 201370359 - EP

Indhold 1 Kravspecifikation 3 1.1 Aktører.......................................... 3 1.1.1 Bruger....................................... 4 1.1.2 Tekniker...................................... 4 1.2 Use Cases......................................... 5 1.2.1 Use case 1..................................... 6 1.2.2 Use case 2..................................... 7 1.2.3 Use case 3..................................... 8 1.2.4 Use case 4..................................... 9 1.2.5 Use case 5..................................... 10 1.2.6 Use case 6..................................... 11 1.2.7 Use case 7..................................... 12 1.3 Use Case 5 - Skift vand................................. 13 1.4 Use Case 6 - Alarm.................................... 13 1.5 Use Case 7 - Ugeplan................................... 13 1.6 Use Case 8 - Udprint log................................. 13 1.7 Ikke Funktionelle Krav.................................. 14 2 System Arkitektur 15 2.1 System diagrammer................................... 15 2.1.1 System Domænemodel.............................. 15 2.1.2 System BDD................................... 16 CentralControl.................................. 16 GUI........................................ 16 FlexPMS..................................... 16 Database..................................... 16 KarControl.................................... 16 Sensor Ø..................................... 16 RSConverter................................... 17 2.1.3 System Allokeringsdiagram........................... 17 2.2 CentralControl diagrammer............................... 18 2.2.1 CentralControl IBD............................... 18 2.2.2 Signalbeskrivelser CentralControl........................ 18 2.3 KarControl diagrammer................................. 19 2.3.1 KarControl BDD................................. 19 KarGruppe.................................... 19 Indløbsventil................................... 19 Afløbsventil.................................... 19 ph-sensor..................................... 19 Vandpumpe.................................... 19 Flowmåler..................................... 19 2.3.2 KarControl IBD................................. 20 RSIn........................................ 20 RSOut....................................... 20 2.3.3 Signalbeskrivelser KarControl.......................... 21 2.4 Sensor Ø diagrammer.................................. 22 1 af 41

2.4.1 Sensor Ø BDD.................................. 22 Doseringsventil.................................. 22 Fieldsensor.................................... 22 2.4.2 Sensor Ø IBD................................... 23 2.4.3 Signalbeskrivelser Sensor Ø........................... 23 2.5 Fieldsensor diagrammer................................. 24 2.5.1 Fieldsensor BDD................................. 24 2.5.2 Signalbeskrivelser Fieldsenser.......................... 24 2.6 Jordfugt sensor diagrammer............................... 25 2.6.1 Jordfugt sensor BDD............................... 25 2.6.2 Jordfugt sensor IBD............................... 25 2.6.3 Signalbeskrivelser Jordfugtighedssensor.................... 26 2.7 ph-sensor diagrammer.................................. 27 2.7.1 ph-sensor BDD.................................. 27 2.7.2 ph-sensor IBD.................................. 27 2.7.3 Signal beskrivelser................................ 28 2.8 Ventilstyring diagrammer................................ 29 2.8.1 Ventilstyring BDD................................ 29 2.8.2 Ventilstyring IBD................................. 29 2.8.3 Signal beskrivelser................................ 30 2.9 Vandpumpestyring diagrammer............................. 31 2.9.1 Vandpumpestyring BDD............................. 31 2.9.2 Vandpumpestyring IBD............................. 31 2.9.3 Signal beskrivelser................................ 32 2.10 RS485 Converter diagrammer.............................. 33 2.11 Teknologi undersøgelser................................. 34 2.11.1 RS485....................................... 34 3 Hardware Arkitektur 35 3.1 RS485 Converter..................................... 36 4 Accepttest 37 4.1 Test setup......................................... 37 4.2 Accepttests........................................ 37 Glossary 40 2 af 41

Kravspecifikation Revision Ændret af Version Dato Alle 1 23-02-2015 Tabel 1.1: Revision for Kravspecifikation 1.1 Aktører I dette afsnit beskrives aktører og deres rolle i systemet. I figur 1.1 ses aktørdiagram, som beskriver alle aktører og deres forhold til systemet Figur 1.1: AVS Aktører 3 af 41

1.1.1 Bruger Aktørnavn type: Beskrivelse: Bruger Primær Bruger er ham, som til dagligt tilgår systemet. Han ved hvor meget gødning og fugtighed planterne skal have, og angiver disse værdier i brugergrænsefladen. Det er brugeren som løbende ændrer værdierne, så systemet hele tiden er opdateret med værdier der passer til planternes vækststadier. 1.1.2 Tekniker Aktørnavn type: Beskrivelse: Tekniker Primær Tekniker er en specielt uddannet person. Han har den nødvendige viden om systemet til at kunne installere systemet fra opstart, opsætte nye vandkar mv. En Bruger kan også være tekniker. 4 af 41

1.2 Use Cases I dette afsnit ses de forskellige Use Cases. På billede 1.2 ses et Use case diagram, som viser en simpel repræsentation af bruger, tekniker og planternes interaktion med systemet og en afbildning af de forskellig Use Cases. Figur 1.2: AVS Use case diagram 5 af 41

1.2.1 Use case 1 Når bruger ønsker at aflæse målingerne, skal data aflæses via gui en. Denne use case kan kun gennemføres af en person. Use Case 1 Mål: Initieret af: Aktør: Samtidige forekomster: Prækondition: Postkondition: Aflæs målinger Bruger aflæser ønskede målinger Bruger Bruger 1 (inklusiv denne) Et fungerende system Målinger er aflæst af bruger Hovedscenario: 1. Bruger trykker på "Kar X"i gui 2. Systemet viser et skærmbillede med oversigt over kar data. 3. Bruger aflæser de ønskede målinger. 6 af 41

1.2.2 Use case 2 I denne use case ønsker bruger at tilføre vand manuelt til planterne. Denne use case kan kun tilgås af en person. For at denne use case kan gennemføres skal der være vand i det kar der ønskes at vande fra samt at dette er tilføjet til systemet. Karet skal være koblet på mindst en sensor ø. Use Case 2 Mål: Initieret af: Manuel vanding At tilføre vand til planterne Bruger Aktør: Bruger Samtidige forekomster: 1 Prækondition: Postkonditions: Der skal være vand i det kar der ønskes at vande fra og der skal være tilkoblet mindst en sonsor ø. GUI en befinder sig i hovedmenuen Der er vand ved planterne Hovedscenario: 1. Bruger trykker på "Kar X"i gui 2. Systemet viser et skærmbillede hvor der kan vælges manuel vanding 3. Bruger trykker på "Manuel vanding" 4. Systemet begynder at vande 5. Systemet ændrer knappen for manuel vanding til stop manuel vanding [Ex.1 Karret er tomt] 6. Når der ikke ønskes at vande længere trykker bruger på "Stop manuel vanding" 7. Systemet stopper med at vande Udvidelser: Ex.1 Karret er tomt: 1. Systemet stopper med at vande 7 af 41

1.2.3 Use case 3 I denne use case ønsker bruger at ændre på ph-værdien i karret. Use Case Mål: Indtast ph-værdi At ændre ph-værdien på blandingen i karret Initieret af: Aktører: Bruger Primær: Bruger Samtidige forekomster: 1 Prækondition: Postkondition: Et kar er oprettet og systemet er funktionelt Systemet er opdateret med ph-værdi Hovedscenarie: 1. Bruger trykker på "Kar X"i GUI 2. Systemet viser et skærmbillede hvor det er muligt at indtaste en ph-værdi 3. Bruger trykker på "ph-værdi" 4. Systemet viser en cursor i skrivefeltet tilhørende ph-værdien 5. Bruger indtaster en ph-værdi 6. Bruger trykker på "Gem" 7. Systemet gemmer ph-værdien 8 af 41

1.2.4 Use case 4 I denne use case vil bruger indtaste volumen på karret for at systemet kan vide hvor meget gødning, der skal doseres. Der kan også ændres på volumen i perioder, hvor der bruges lidt vand, for at undgå vandet bliver dårligt. For at use casen kan gennemføres skal teknikeren have oprettet et kar, som er tilkoblet systemet. Use Case 4 Mål: Indtast volumen Indtaste volumen på et vandkar Initieret af: Aktører: Bruger Primær: Bruger Samtidige forekomster: 1 Prækondition: Postkondition: Der er oprettet et kar i systemet og det er tilkoblet Systemet er opdateret med volumen på karret Hovedscenarie: 1. Bruger trykker på "Kar X"i GUI 2. Systemet viser et skærmbillede hvor det er muligt at indtaste en volumen 3. Bruger trykker på "volumen" 4. Systemet viser en cursor i skrivefeltet tilhørende volumen 5. Bruger indtaster en volumen i liter 6. Bruger trykker på "Gem" 7. Systemet gemmer volumen 9 af 41

1.2.5 Use case 5 I denne use case opretter Tekniker et nyt kar. Use Case 5 Mål: Opret kar At oprette et nyt kar i systemet Initieret af: Aktører: Tekniker Primær: Tekniker Samtidige forekomster: 1 Prækondition: Ledig adresse på bussen i domæne 1 Postkondition: Der er oprettet et kar Hovedscenarie: 1. Tekniker trykker på "service"knap i GUI 2. Systemet viser service menuen 3. Tekniker trykker på "Opret kar"i service menu 4. Systemet viser en menu hvor det er muligt at indtaste navn og adresse i et nyt kar 5. Tekniker indtaster navn i navnefeltet 6. Tekniker indtaster adresse i adressefeltet 7. Tekniker indtaster volumen i volumenfeltet 8. Tekniker trykker "Gem" 9. Systemet opretter det nye kar og sender Teknikeren til forsiden 10. Det nye kar forekommer nu i hoved menuen 10 af 41

1.2.6 Use case 6 I denne use case sletter Tekniker et kar. Use Case 6 Mål: Slet kar At slette et kar i systemet Initieret af: Aktører: Tekniker Primær: Tekniker Samtidige forekomster: 1 Prækondition: Postkondition: Der er oprettet et kar i systemet Der er slettet et kar Hovedscenarie: 1. Tekniker trykker på "Service"i GUI 2. Systemet viser service-menu 3. Tekniker trykker på "Slet kar"knap 4. Systemet viser en liste over oprettede kar 5. Tekniker trykker på slet ud for det kar han ønsker at slette 6. Systemet spørger om Teknikeren er sikker i en dialog 7. Tekniker trykker "Ok" 8. Systemet sletter karet 9. Systemet returnerer Tekniker til listen over oprettede kar, og skriver at karret er slettet. 11 af 41

1.2.7 Use case 7 I denne use case kalibreres ph-proben, som er tilsluttet et kar. Dette skal gøres en gang hver måned samt ved oprettelse af et kar. Systemet viser selv en advarsel på forsiden med, at proben skal kalibreres, og viser hvilket kar den hører til. Use Case 7 Mål: Kalibrer ph-probe At kalibrere en ph-probe Initieret af: Aktører: Tekniker Primær: Tekniker Samtidige forekomster: 1 Prækondition: Postkondition: Systemet fremviser en advarsel med, at en ph-probe skal kalibreres. En rød LED lyser på styringen tilhørende phproben. Teknikeren er i besiddelse af buffer-væske med en ph-værdi på henholdsvis 4 og 7 ph-proben er kalibreret og en grøn LED lyser på styringen tilhørende ph-proben Hovedscenarie: 1. Tekniker holder trykknappen "Kalibrer"nede i 5 sekunder eller mere på styringen tilhørende ph-proben 2. Rød LED på styringen til ph-proben blinker i et interval på 250ms 3. Tekniker tager probe ud af karet og sætter den i buffer-væske med en ph-værdi på 7 4. Tekniker venter i 5-10 minutter 5. Tekniker trykker på knappen "ph7"på styringen til ph-proben 6. Styringen til ph-proben indlæser værdien fra proben 7. Tekniker sætter proben i buffer-væske med en ph-værdi på 4 8. Tekniker venter i 5-10 minutter 9. Tekniker trykker på knappen "ph4"på styringen til ph-proben 10. Styringen til ph-proben indlæser værdien fra proben 11. Styringen til ph-proben giver besked til systemet om at proben er kalibreret 12. Styringen til ph-proben slukker for rød LED og tænder grøn LED 13. Systemet fjerner advarslen om at proben skal kalibrers 1 1 FiXme Fatal: Der skal laves en skitse over systemet 12 af 41

1.3 Use Case 5 - Skift vand I denne use case skal bruger/tekniker skifte vand i vandkaret. Dette kan skyldes at der skal tilsættes nyt gødning. 1.4 Use Case 6 - Alarm Ved brugerdefineret grænseværdier (jordfugtighed og ph-værdi), afgiver systemet en alarm, f.eks. via. e-mail. 1.5 Use Case 7 - Ugeplan I denne use case får bruger mulighed for at indtaste en ugeplan for styring af dosering af gødning og vand til gromediet i løbet af ugen. 1.6 Use Case 8 - Udprint log Bruger kan få udprintet en log over de hændelser der er forekommet i systemet, bla. sensordata og dosering af vand. 13 af 41

1.7 Ikke Funktionelle Krav Brugervenlighed: Skal være intuitivt og let at opererer for udefrakommende: Der forudsættes en fungerende standard PC med Windows inkl. Explore/Chrome /Firefox som browser Systemet skal kunne tilgås igennem en normal webbrowser: Her menes Explorer / Google Chrome / Firefox Systemet skal kunne tilgås over lokalt netværk samt over www Her forudsættes en fungerende internetopkobling og evt. lokalt netværk Systembetingelser: Systemet skal kunne fungere stabilt i temperaturintervallet (1-45 C) Systemet skal kunne fungere stabilt under en absolut luftfugtighed på op til 50% Systemet skal være let at vedligeholde på daglig basis Systemets reservedele skal være lette at udskifte og skaffe. Ydelse: Systemet skal kunne fylde vandkarret på max. 2 min. Systemet skal kunne tømme vandkarret på max. 2 min. Systemet skal kunne dosere vand til gromediet med min 0,5 / max 2 liter/min. Systemet skal kunne dosere gødning til karret på max. 30 sek. 14 af 41

System Arkitektur Revision Ændret af Version Dato Alle 0.1 17-03-2015 Tabel 2.1: Revision for System Arkitektur 2.1 System diagrammer 1 2.1.1 System Domænemodel Figur 2.1: Domænemodel af AVS 1 FiXme Fatal: Der skal laves software diagrammer til system arkitektur - applikationsmodel sekvens diagrammer state machines osv. 15 af 41

2.1.2 System BDD Figur 2.2: Block Definition Diagram af AVS CentralControl CentralControl er systemets centrale computer. Det er gennem dette delsystem, at brugerens interaktion bliver behandlet og formidlet videre til andre delsystemer. CentralControl driver en webserver med dertilhørende web-applikation (GUI), som tillader brugeren at interagere med systemet gennem sin web-browser. Webserveren kommunikerer med et stykke centralt software, FlexPMS. GUI GUI er den brugergrænseflade, som brugeren kan tilgå systemet gennem. FlexPMS FlexPMS (Flexible Plant Management System) softwaren er bindeleddet mellem GUI og de andre delsystemer. FlexPMS afvikles konstant på CentralControl, og håndterer at sende kommandoer til og opsamle data fra KarControl. FlexPMS kommunikerer med de andre delsystemer gennem enhedsdrivers, som er udviklet til og installeret på CentralControl. Database Databasen gemmer alle indstiller lavet af brugeren gennem GUI. KarControl KarControl er en styring, som formidler og håndterer al datakommunikation og kommandoer relateret til ét kar. KarControl formidler kommandoer sendt fra CentralControl videre til hardware koblet på det pågældende kar (f.eks. at åbne og lukke for ventiler), samt formidler måledata fra sensorer tilbage til CentralControl. KarControl ved hvilken ph-værdi karret skal have, samt hvilken koncentration af gødning og jordfugtighed planterne, der er tilkoblet karret, skal have. KarControl sørger selv for, at vedligeholde disse værdier. CentralControl giver KarControl besked, når der foretages ændringer af disse værdier. Sensor Ø Sensor Ø er giver mulighed for at måle (f.eks. jordfugtighed) over et større areal ved, at Sensor Ø erne spredes over området, hvor planterne gror, og har hver især tilsluttet sensorer. Dermed kan man måle jordfugtighed lokalt for området omkring Sensor Ø en og styre vandtilførslen specifikt for planterne, som står i området. 16 af 41

RSConverter RSConverter konverterer mellem RS485 og UART 232. 2.1.3 System Allokeringsdiagram Figur 2.3: Allokeringsdiagram af AVS 17 af 41

2.2 CentralControl diagrammer 2.2.1 CentralControl IBD Figur 2.4: Internal Block Diagram af CentralControl 2.2.2 Signalbeskrivelser CentralControl Signal beskrivelser Navn Definition Område Kommentar KarBus Data485 RS485 bus til kommunikation mellem enheder RS485 bus til kommunikation mellem enheder Data232 RS485 konverteret til UART 232 logisk 0-5V PMSConn Database forbindelse intern SW forbindelse GUIConn Database forbindelse intern SW forbindelse ControlConn Socket forbindelse fra GUI til FlexPMS Differentielt bussystem, følger CMOSstandard logisk 0-5V Internt signal, følger CMOSstandard logisk 0-5V Signal efter konvertering, følger CMOS-standard intern SW forbindelse html Http protokol intern SW forbindelse Tabel 2.2: Signal beskrivelser for CentralControl Til at skrive log Til at hente og skrive indstillinger samt log Til at sende kommandoer fra GUI til FlexPMS Forbindelse til brugerens browser 18 af 41

2.3 KarControl diagrammer 2.3.1 KarControl BDD Figur 2.5: Block Definition Diagram af KarControl KarGruppe KarGruppe er den overordnede betegnelse for et vandkar med tilførende ph-værdi og gødningskoncentration. KarGruppen består af diverse sensorer og aktuatorer, og styrer et vilkårligt antal Sensor Ø er. KarGruppen er styret af en controller, KarControl. Indløbsventil Indløbsventilen åbner og lukker for vandtilføjelsen til karret. Den bruges i forbindelse med, at der skal fyldes vand på karret. Det antages, at indløbsventilen er tilsluttet en vandforsyning, som altid er åben. Afløbsventil Afløbsventilen åbner og lukker for, at vand kan løbe ud af karret. Den bruges i forbindelse med, at karret skal tømmes. ph-sensor ph-sensoren målet ph-værdien af gødningsblandingen i karret. Vandpumpe Vandpumpen pumper vand fra karret ud til Sensor Ø erne. Flowmåler Flowmåleren måler mængden af vand, som tilføres karret gennem Indløbsventilen. 19 af 41

2.3.2 KarControl IBD Figur 2.6: Internal Block Diagram af KarControl RSIn RSConverter konverterer mellem RS485 og UART 232 når der skal kommunikeres med CentralControl. RSOut RSConverter konverterer mellem RS485 og UART 232 når der skal kommunikeres med Sensor Ø er. 20 af 41

2.3.3 Signalbeskrivelser KarControl Signal beskrivelser Navn Definition Område Kommentar KarBus OeBus Data485 Data232 EnableIndløb EnableAfløb RS485 bus til kommunikation mellem enheder RS485 bus til kommunikation mellem enheder RS485 bus til kommunikation mellem enheder RS485 konverteret til logisk niveau Signal til at lukke vand ind i kar Signal til at lukke vand ud af kar EnableVandpumpeSignal til styring Vandpumpe Binary 1 (OFF) (Voa-Vob<-200 mv) Binary 0 (ON) (Voa-Vob>+200 mv) Binary 1 (OFF) (Voa-Vob<-200 mv) Binary 0 (ON) (Voa-Vob>+200 mv) Differentielt bussystem Differentielt bussystem Intern:SW-signal Internt signal fra RSconverter til KarGruppe Intern:SW-signal Konverteret signal fra RSconverter til Controller Logisk:0-5V Logisk:0-5V Signal til styring af Indløbsventil Signal til styring af Afløbsventil Logisk:PWM 0-5V Signal til PWMstyring af Vandpumpe Puls Takttæller af flow Logisk:0-5V Retursignal fra flowtæller ph Analog signal fra ph måler Analog:-420mV- 420mV sensorsig- Analogt nal Indløb vandstyring i kar Vandflow Vandtilførsel til karret Afløb vandstyring i kar Vandflow Vandtilafledning fra karret Dossering vandstyring til planter Vandflow Vandtilførsel til dosering Tabel 2.3: Signal beskrivelser for KarControl 21 af 41

2.4 Sensor Ø diagrammer 2.4.1 Sensor Ø BDD Figur 2.7: Block Definition Diagram af Sensor Ø Sensor Ø Control Sensor Ø Control tager imod kommandoer fra KarControl, som instruerer omkring åbning og lukning af Doseringsventil. KarControl anmoder også om, at Sensor Ø Control skal sende måledata fra sensors, som er tilkoblet Sensor Ø en. Doseringsventil Doseringsventilen åbner og lukker for vandtilførslen til planterne i området omkring Sensor Ø en, som Doseringsventilen er tilkoblet. Når KarControl tænder for Vandpumpen kan de enkelte Sensor Ø ers Doseringsventiler være åbne eller lukkede alt efter, om planterne omkring Sensor Ø en har brug for vand. Fieldsensor Fieldsensor er en generalisering af alle slags sensorer, som kan tilsluttes Sensor Ø en. Vilkårligt mange sensorer kan tilkobles en bus, og kommunikere med Sensor Ø Control gennem en standardiseret protokol. Sensor kan kun aflevere målinger når de bliver bedt om at levere dem. 22 af 41

2.4.2 Sensor Ø IBD Figur 2.8: Internal Block Diagram af Sensor Ø 2.4.3 Signalbeskrivelser Sensor Ø Signal beskrivelser Navn Definition Område Kommentar oedata Buskommunikation efter konvertering fra 485 oebus RS485 bus til kommunikation mellem enheder Intern:SW-signal Konverteret signal fra RSconverter til Sensor Ø Controller Binary 1 (OFF) (Voa-Vob<-200 mv) Binary 0 (ON) (Voa-Vob>+200 mv) Differentielt bussystem sensordata I2C bussignal Logisk: 0-5V Kommunikation fra sensorer til Sensor Ø ventilctrl Signal til styring af doserings ventil Logisk: 0-5V Signal til styring af Doseringsventil vand Vandflow fra Karret Vandflow Vandtilførsel til doseringsventil Tabel 2.4: Signal beskrivelser for Sensor Ø 23 af 41

2.5 Fieldsensor diagrammer 2.5.1 Fieldsensor BDD Dette er vores modellibrary af de sensorer der matcher Fieldsensor specifikationerne Figur 2.9: Block Definition Diagram af Fieldsensor 2.5.2 Signalbeskrivelser Fieldsenser Signal beskrivelser Navn Definition Område Kommentar sensordata I2C kommunikation Logisk: 0-5V Kommunikation fra sensorer til Fieldsensor Tabel 2.5: Signal beskrivelser for Fieldsensor 24 af 41

2.6 Jordfugt sensor diagrammer Jordfugt sensoren måler en strøm igennem jorden. Denne strøm vil variere med hensyn til fugtigheden som derfor vil resultere i en spændingsændring på indgangen af analog til digital konverteren. Denne spænding bruges til at udregne fugtigheden i procent 2.6.1 Jordfugt sensor BDD Figur 2.10: Block Definition Diagram af Jordfugt sensor 2.6.2 Jordfugt sensor IBD Figur 2.11: Internal Block Diagram af Jordfugt sensor 25 af 41

2.6.3 Signalbeskrivelser Jordfugtighedssensor Signal beskrivelser Navn Definition Område Kommentar Målespænding Spændingsforskel Differential spænding skab af fugtighed i jorden DataADC ADC-konverteret målespænding Logisk: 0-5V Digitalt konverteret målesignal DataI2C I2C kommunikation Logisk: 0-5V Kommunikation fra Jordfugtighedsmåler til Fieldsensor Tabel 2.6: Signal beskrivelser for Jordfugt sensor 26 af 41

2.7 ph-sensor diagrammer Til ph måling har vi bygget vores egen sensor ved hjælp af en ph-probe. 2.7.1 ph-sensor BDD I forhold til signaler er proben ret nem at have med at gøre da den selv producere en spænding i forhold til den væske der måles på ph værdi. Figur 2.12: Block Definition Diagram af ph-sensor 2.7.2 ph-sensor IBD Igen ses simpliciteten da ph proben bare interagere med kemikalium og herefter producere en spænding. Figur 2.13: Internal Block Diagram af ph-sensor 27 af 41

2.7.3 Signal beskrivelser Signal beskrivelser Navn Definition Område Kommentar phvalue Analogt signal fra phmåler Analog:-420mV- 420mV Den målte Spændingsforskel i proben Gødningsmix Gødningsmix i kar ph-værdi: 6-8 ph-værdi af gødningsmix i karret Tabel 2.7: Signal beskrivelser for ph-sensor 28 af 41

2.8 Ventilstyring diagrammer Da vi bruger ventiler flere steder i systemet er dette en general beskrivelse af dem. 2.8.1 Ventilstyring BDD Her under ses et diagram over den generalle opbygning af ventil styringen denne gør sig gældende for alle ventilerne i systemet Figur 2.14: Block Definition Diagram af Ventilstyring 2.8.2 Ventilstyring IBD Her ses så de interne forbindelser i Ventilstyringen Figur 2.15: Internal Block Diagram af Ventilstyring 29 af 41

2.8.3 Signal beskrivelser Signal beskrivelser Navn Definition Område Kommentar cv On/Off signal til Mosfet kredsløbet Analog: 0-5V Styringssignal til Ventilstyring Ventil_cV On Off signal til Ventilen Analog: 0-12V Forsyning til ventilen Vand Vand der flyder gennem ventilen Tabel 2.8: Signal beskrivelser for Ventilstyring Vand der flyder til/fra karret 30 af 41

2.9 Vandpumpestyring diagrammer Vi bruger en vandpumpe på alle vores kar. 2.9.1 Vandpumpestyring BDD Her under ses et diagram over den generalle opbygning af vandpumpe styringen denne gør sig gældende for alle vandpumper i systemet Figur 2.16: Block Definition Diagram af Vandpumpestyring 2.9.2 Vandpumpestyring IBD Her ses så de interne forbindelser i Vandpumpestyringen Figur 2.17: Internal Block Diagram af Vandpumpestyring 31 af 41

2.9.3 Signal beskrivelser Signal beskrivelser Navn Definition Område Kommentar cv Pwm signal til Mosfet kredsløbet Vandpumpe_cV Pwm signal til Vandpumpen vand Vand der flyder gennem Vandpumpen 0-5V Bestemmer om Vandpumpen roterer 0-12V Får Vandpumpen til at rotere Tabel 2.9: Signal beskrivelser for Vandpumpestyring 32 af 41

2.10 RS485 Converter diagrammer 2 2 FiXme Fatal: Der skal laves diagrammer for RS485 converter 33 af 41

2.11 Teknologi undersøgelser 2.11.1 RS485 Kommunikationen som foregår i systemet imellem brugerinterfacet (Devkit 8000), KarControl (PSoC 4) og de enkelte forgreninger (PSoC 4) skal kunne kommunikere over længere afstande. De allerede kendte busser, SPI og I2C, har begge en maksimal rækkevidde på 1,5m. Vi har derfor været nødsaget til at finde et bedre alternativ. Problemet over længere afstande kan være: Kapacitet i ledningerne Støj fra omkringliggende elektronik For at løse disse problemer, har vi undersøgt RS485-kommunikation. RS485 er en standard som definerer de elektriske karakteristika af sendere og modtagere på en differentiel bus. Ved 2 ledninger kan man opnå half-duplex, og ved 4 ledninger kan man opnå full duplex. Ledningerne i bussen skal være parsnoede. Ved afstande helt op til 1200m, er det muligt at køre med hastigheder på op til 100kbit/s. RS485 er en udbygning af RS422, hvor man har muligheden for at vælge hvorvidt det er input- eller output-driverne som er aktive. Den fysiske konfiguration af bussen skal forbindes som én linje. Dvs. at man kan f.eks. ikke parallel-forbinde 5 enheder direkte til en master, de skal derimod serieforbindes. Bussen termineres i begge ender, med en modstand som svarer til kablernes egen modstand, normalt 120ohm for parsnoede kabler, imellem de 2 bus-forbindelser. Man vil gerne opnå at masteren er centreret i bussen, og at termineringsmodstandene derved er på 2 slaver. Ved at gøre dette, vil afstanden fra masteren til slaverne være så lille som mulig, og derved vil signal-styrken være bedst. RS485 er KUN en elektrisk definition af bussen, og ikke en kommunikationsprotokol. Dette giver mulighed for at skrive sin egen protokol. Standarden anbefaler dog, at man bruger kommunikationsprotokollen TSB-89. 3 3 FiXme Fatal: der skal indsættes resten af teknologi undersøgelserne 34 af 41

Hardware Arkitektur Revision Ændret af Version Dato Tabel 3.1: Revision for Hardware Arkitektur 35 af 41

3.1 RS485 Converter RS485-bussen er valgt til at kommunikere på, se hvorfor i teknologiundersøgelsen. Systemet bygges op med hardware som kun understøtter RS232 kommunikation, det kræves derfor at der forekommer en konvertering til og fra RS485. Til dette formål er der udformet et simpelt kredsløb vha. MAX3082. Det logiske 0-5V RS232-signal konverteres til et differentielt signal, som kører ud på bussen, og vice versa. Figur 3.1: RS485 converter 1 1 FiXme Note: Scopebilleder, forklaringer osv. 36 af 41

Accepttest Revision Ændret af Version Dato Alle 1 23-02-2015 Tabel 4.1: Revision for Accepttest 4.1 Test setup Til at teste følgende skal der bruges et setup med en PC der er i stand til at forbinde til den indlejrede Linux platform. Fieldsensorer tilsluttes til den indlejrede Linux platform via de PSoC moduler der styre dem. Aktuatorerne skal ligeledes tilsluttes gennem deres respektive moduler. 1 4.2 Accepttests Accepttest Use Case 1 Aflæs Data Test Forventet resultat Resultat Godkendt Kommentar Bruger åbner management url i sin webbrowser Systemet fremmer med Forside Bruger aflæser de ønskede målinger i skærmbilledets venstre kolonne Webbrowser godtager URLadresse Visuel test: Forside fremkommer Visuel test: Liste med målinger ses i venstre kolonne Tabel 4.2: Acceptest for Use Case 1 Aflæs Data 1 FiXme Fatal: Alle accepttest skal rettes der er ingen af dem der passer 37 af 41

Accepttest Use Case 2 Indlæs Data Test Forventet resultat Resultat Godkendt Kommentar Bruger tilgår webinterfacet ved at indtaste url i en browser Systemmet viser interface forside Bruger indtaster ønskede data i interfacet Bruger indtaster ønskede data i interfacet Bruger indtaster ønskede data i interfacet Bruger indtaster ønskede data i interfacet Bruger indtaster ønskede data i interfacet Bruger gemmer data i systemmet Bruger lukker og åbner browser Bruger tilgår webinterfacet ved at indtaste url i en browser Bruger indtaster management url Visuel test forsiden fremkommer Fugtighed sætter til 34 ph-værdi sættes til 6,5 Gødning#1 sættes til 90 Gødning#2 sættes til 100 Gødning#3 sættes til 110 Bruger trykker på Gem værdier Bruger lukker browseren og bruger åbner browseren igen Bruger indtaster management url Bruger aflæser værdierne Brugeren sammenligner værdierne med de forige indtastede, disse skal være ens Tabel 4.3: Acceptest for Use Case 2 Indlæs Data Accepttest Use Case 3 Manuel vanding Test Forventet resultat Resultat Godkendt Kommentar Bruger tilgår webinterface ved at indtaste management url i sin browser Systemmet viser forside Bruger aktiverer manuel vanding i interfacet Systemet når set-punkt for jordfugtighed Browser accepterer URLadresse Visuel test: forsiden fremkommer Systemet begynder at tilføre vand til planternes gromedie Systemet stopper med at tilføre vand Tabel 4.4: Acceptest for Use Case 3 Manuel vanding 38 af 41

Accepttest Use Case 4 Karstyring Test Forventet resultat Resultat Godkendt Kommentar Tryk på Karstyring på interfacet Tryk på PH-værdi Der forekommer 2 valmuligheder Der gives mulighed for at indtaste data Indtast 7 og tryk ok PH-værdien opdateres til 7 Tryk på OK Tryk på Volumen Indtast 100 Tryk på OK Tryk på OK Menuen returnerer Der gives mulighed for at indtaste data Volumen opdateres til 100L Menuen returnerer Cirkulations pumpe og pumperne til dosering af gødningen starter Tabel 4.5: Acceptest for Use Case 4 Karstyring 39 af 41

Glossary CentralControl er systemets centrale computer. Database gemmer brugerens indstillinger samt log. Doseringsventil åbner og lukker for tilførslen af Gødningsmix til en bestemt Sensor Ø. Fieldsensor er en samlet generisk beskrivelse af måleinstrumenter, der kan tilsluttes en Sensor Ø. FlexPMS (Flexible Plant Management System) er den software, som binder brugergrænsefladen med den fysiske verdens. Flowmåler måler mængden af væske som løber gennem denne. Gromedie er det stof floran er plantet i, dette kan fx være muld. Gui er den grafiske brugergrænseflade. Gødningsmix er en blanding af vand og gødning med en bestemt ph-værdi. Kar er en beholder, der kan indeholde Gødningsmix. KarController styrer tilgangen af vand, gødning og ph-væske samt de sensor ø er der er tilkoblet denne. KarGruppe er et Kar med tilhørende KarController og Sensor Ø er. Management url adressen hvorpå guiinterfacet befinder sig. PC computer med Windows 7+ styresystem, samt Google Chrome som browser. Plante består af flora og gromedie. RSConverter et elektronisk print, som kan konvertere mellem UART 232 og RS485. Sensor Ø består af en Sensor Ø Control, en række Fieldsensorer, som måler fra et begrænset området, og en Doseringsventil. Sensor Ø Controller er controlleren i en Sensor Ø, som opsamler data fra sensorerne og kan styre Doseringsventilen. Ventilstyring en ventil, der kan åbnes og lukkes vha. et 5V-signal. Ventilen er tilsluttet 12V. 40 af 41