FarmBot是一种开源数控农业机械和软件包，专为小规模精密食品生产而设计。与3D打印机和CNC铣床类似，FarmBot硬件采用X，Y和Z方向的线性导轨。这允许诸如种子注射器，浇灌喷嘴，传感器和除草工具之类的工具被精确定位并用于植物和土壤。

FarmBot由Arduino / RAMPS堆栈和互联网连接的Raspberry Pi 2控制。硬件设计简单，可扩展，可破解且易于生产。

使用Web应用程序，用户可以图形化地设计他们的农场或花园到他们想要的规格，并使数字控制代码与硬件同步。 其他功能包括存储和操作数据映射，促进数据驱动设计的决策支持系统，访问开放式工厂数据存储库以及实时控制和记录。

Open是这个项目的核心

FarmBot是100％开源的。本文记录了在专用硬件文档和软件文档中心以及社区维基上所做的一切。所有的代码都使用GitHub上的许可许可证。欢迎反馈，复制，修改和问题。在FarmBot项目中，比开源更进一步的是他讲成为一个而有用的源。

硬件概述

FarmBot是一台CNC机器，它使用特殊工具和软件来种植植物。第一台设备FarmBot Genesis是一台户外XYZ机器，可以从一平方米的种植面积扩大到20平方米。根据装置的尺寸，估计成本在1,500美元到4,000美元之间。

核心组件

• 在FarmBot设计中选择了以下核心组件和材料，具有出色的耐腐蚀性，一般可用性，易于制造性和相对低的成本。
• V型槽铝型材和V型轮均来自OpenBuilds。这些充当FarmBot的主要结构组件和线性引导机制。这些挤压件质量高，只需用钢锯即可轻松切割，并采用完全开源设计。
• 定制设计的5mm厚板用于将挤压件，车轮和其他部件连接在一起，贯穿FarmBot的结构。这些板可以由铝板，不锈钢或甚至塑料制成。它们可以用CNC铣刀，激光切割机，水刀切割机，甚至只需要耐心的钻床制造。
• 选择了DIY硬件世界中最受欢迎的电子产品：NEMA 17步进电机，GT2皮带和皮带轮，以及Arduino MEGA / RAMPS / Raspberry Pi 2电子堆栈。
• 通用工具安装系统，工具，电机外壳和支撑架均经过优化，可与业余爱好者FDM打印机进行3D打印。
• 所有螺钉，三通螺母，垫圈，轴承，传动轴和导螺杆均由不锈钢制成，具有耐腐蚀性。

轨道：

轨道是将FarmBot技术与传统的自由驱动轮式拖拉机区分开来的组件之一。轨道是使系统以高效和简单的方式具有高精度的原因。轨道为何优越的原因有很多，下面列出了一些原因。

• 轨道提供高精度，允许FarmBot重复返回相同位置，无需使用GPS，短程无线电或其他传感器
• 可以创建和管理任何类型的工厂包装结构（例如：六边形包装）
• 轨道占用的面积小于拖拉机车轮的路径，并且不会压实土壤

龙门

龙门架是桥接两个轨道并沿X方向移动的结构部件。它采用单个NEMA 17步进电机和跨越龙门架宽度的驱动轴运行。电动机和驱动轴连接到每个轨道上的皮带和皮带轮系统，允许机架跨越轨道同步运动而不会受到约束。龙门架用作横向滑动装置的直线导轨。

横向滑动

横向滑动在Y方向上移动穿过龙门架。该动作为FarmBot提供了第二个主要的自由度，并允许在XY平面的任何地方进行种植等操作。使用NEMA 17步进电机结合皮带和皮带轮系统移动横向滑块。横向滑块用作Z轴的安装点和线性导轨。

Z轴

Z轴连接到横向滑块，通过NEMA 17步进电机和导螺杆为FarmBot提供Z方向运动。它是连接Universal Tool Mount和其他工具的基础。

通用工具架

通用工具安装系统提供12个电气连接和3条液体或气体管线，可以支持您可以想象的任何工具。工具采用磁耦合，允许FarmBot自动为工作选择合适的工具。

种子注射器

种子注射器是一个单独的3D可打印组件，可将真空抽吸漏斗到精确的尖端。它的工作原理是从种子箱中取出并抽吸一个种子，然后将其放置在精确位置的地下。 FarmBot控制现成的真空泵，以施加并消除尖端的真空压力。

浇水喷嘴

浇水喷嘴也是一个3D打印组件，可将来自通用工具支架的进水分散到温和的淋浴流中。为了控制浇水，FarmBot使用内联电磁阀打开和关闭来自标准花园软管的输入水源。您可以想象，FarmBot可根据土壤类型和含水量精确浇灌植物;当地的天气历史和预报;和植物类型和年龄！

软件概述

有许多软件系统有助于FarmBot的功能。下图显示了不同的组件以及它们之间的数据流动方式。阅读以下各节中每个组件的简要说明，以了解整个系统，然后深入了解为FarmBot设置所需的组件。单击此处获取概览图的高分辨率版本。

FarmBot Web应用程序

通过Web应用程序，您可以从笔记本电脑，平板电脑或智能手机上的Web浏览器轻松配置和控制FarmBot。该应用程序具有实时手动控制和日志记录，用于创建FarmBot执行的自定义例程的序列构建器，以及拖放式服务器场设计器，因此您可以以图形方式设计和管理服务器场。

拖放农业

通过将植物拖放到地图中以图形方式设计农场。类似游戏的界面只需几分钟即可学会，因此您可以立即成长。植物自动间隔开，并且可以在种植时施用生长方案。

成长的方案

通过安排在植物处于特定年龄时运行的序列，建立完整的方案以在整个生命周期内照顾植物。可以重复使用方案，在重新种植期间节省您的时间和精力。

顺序构建

快速轻松地创建自定义操作序列以充分利用您的硬件 - 无需编程。只需将基本操作和其他序列拖放到一起，根据自己的喜好调整参数，然后保存。

实时控制

移动FarmBot并使用手动控件实时操作其工具。下次朋友们结束时，拿出手机进行快速而令人印象深刻的演示！

FarmBot网格

FarmBot Mesh是一个云应用程序，充当FarmBot Web应用程序和FarmBot设备之间的中介。它处理套接字连接，设备识别和身份验证。在mesh.farmbot.io提供托管的FarmBot Mesh服务。建议大多数人使用它，因为它方便且始终与最新功能和安全性保持同步。

改进FarmBot网格

在GitHub上提交FarmBot Mesh的功能请求，错误和代码。

即将推出：决策支持系统

决策支持系统（DSS）是一种云服务，它采用精细调整的算法来根据相关数据优化预定事件。例如，DSS可以基于天气预报来优化浇水顺序以使用更多或更少的水。

FarmBot 树莓派控制器

FarmBot的Raspberry Pi使用该软件通过FarmBot Mesh维护连接并与Web应用程序同步。这允许FarmBot下载和执行预定事件，实时控制，以及上传日志和传感器数据。控制器使用名为FarmBot Serial的红宝石宝石（在下一节中提到）通过USB与Arduino进行通信。

FarmBot系列

FarmBot Serial是一个ruby gem，捆绑在Raspberry Pi Controller中。它使用USB串行连接向Arduino发送G和F代码命令，并接收收集的数据。

FarmBot Arduino固件

该软件闪存在FarmBot的Arduino MEGA 2560微控制器上，负责物理操作FarmBot的硬件，工具，传感器和其他电子设备。它通过USB串行连接从FarmBot Serial接收G和F代码，然后移动电机并相应地读取和写入引脚。它还从旋转编码器发送收集的数据，并通过FarmBot Serial将引脚读回Raspberry Pi。

即将推出：WiFi Configurator

Raspberry Pi将具有WiFi Configurator实用程序，允许您从支持WiFi的设备（如笔记本电脑或智能手机）轻松登录Pi，以便访问终端和一些配置设置。这对于初始设置非常有用，可以将FarmBot连接到家庭WiFi，或者在Pi无法连接到Internet时进行调试。

OpenFarm.cc

OpenFarm.cc是一个免费开放的农业和园艺知识数据库。此服务为Web应用程序提供裁剪和增长信息，以便精简用户体验。

OpenFarm也是由我们建造的！

OpenFarm最初被认为是FarmBot项目的一个小组件。随着进展，很明显OpenFarm没有理由与FarmBot绑在一起，而是可以独立生活。 2014年9月，1,605人在Kickstarter上支持OpenFarm。如今，OpenFarm是一个独立的应用程序，非盈利组织和社区。您可以通过加入Slack频道，参与GitHub，或者转到OpenFarm.cc并创建内容来参与OpenFarm！

数据通过Web应用程序，Raspberry Pi控制器和用户的Web浏览器会话以三种方式交换。

自动和手动同步

FarmBot的Raspberry Pi控制器每小时自动与Web应用程序同步，并通过浏览器从用户手动启动。同步期间传输的数据包括日志，配置设置，传感器数据，序列，计划和事件。

实时数据交换

除了同步之外，还在用户的Web浏览器和FarmBot设备之间实时交换数据。这用于紧急停止和实时控制命令，以及实时日志和视频流。