Automatische Bewässerungsanlage

von Kieron

Kieron hat eine richtig coole automatische Anlage aus fischertechnik zur Bewässerung von seinem Gewächshäuschen gebaut. Und es hat funktioniert: Sonnenblumen und andere Pflanzen konnte er dadurch großziehen. Eine wirklich klasse Idee. Im folgenden findet ihr seine Projektbeschreibung und die Erklärung seiner einzelnen Schritt, welche er mit Hilfe seinen Eltern, selbst erstellt hat:
Kieron:
"Ich hatte Langeweile und wollte eine automatische Bewässerungsanlage für mein Gewächshäuschen bauen. Die Idee kam von zwei Schulkameraden die das Projekt smartplant bei Jugend forscht / Schüler experimentieren durchgeführt haben. Dabei haben sie kein fischertechnik benutzt, weswegen ich mich gefragt habe, ob das auch mit fischertechnik geht und den Sachen, die ich Zuhause habe (sprich: TXT Controller, NTC Widerstand, Kompressor, Kabel, Schläuche, T Stücke, Winkel, Lötplatinen, 1mm Kupferlackdraht, 1,5l Flasche, Helligkeit Sensor,Stecker, Bucksen Lötkolben).

Pumpflasche

Das Prinzip der Pumpflasche habe ich mir bei einer Sprühflasche für den Garten abgeschaut. Durch einen Luftdruck in der Flasche wird das Wasser durch einen Schlauch, dessen Öffnung am Boden der Flasche liegt, aus der Flasche gedrückt. Das Wasser läuft dann durch Schläuche zur Erde, wodurch die Erde angefeuchtet wird.

automatische Bewässerungsanlage fischertechnik
automatische Bewässerungsanlage fischertechnik

Pflanze mit Sensoren

Leitfähigkeit-Sensor

Der Leitfähigkeit-Sensor misst die elektrische Leitfähigkeit der Stoffe (also wie schwer es die Elektronen haben, durch ein Material zu kommen). Zum Beispiel leitet Leitungswasser gut, während ganz trockene Erde gar nicht leitet. Da ich meine Sensoren in die Erde gesteckt habe, lässt sich sagen, je höher der Wert ist, umso trockener ist die Erde. Um die Sensoren zu bauen, habe ich bei Kupferlackdrähte den Lack abgelöst und sie dann in eine Lötplatte eingelötet und mit Kabeln versehen. Auf die Seiten der Lötplatine, an der die Kabel befestigt sind, habe ich die Kabel noch mit Heißkleber versiegelt, damit dort kein Wasser eindringen kann. Falls aus dem Gewächshaus Wasser beim Pumpen ausläuft, habe ich unter einen Auslauf des Gewächshauses noch einen Sensor drapiert, der wichtig für die Leitfähigkeit ist und somit die Pumpe ausstellt.
Sensoren im Überblick

Temperatur-Sensor

Der Temperatur-Sensor (gekauft) hat einen höheren Wiederstand, je kälter es ist.

Helligkeit-Sensor

Der Helligkeit-Sensor (gekauft) hat einen höheren Wiederstand, je dunkler es ist.

Robotics TXT Controller

Der Robotics TXT Controller ist neben der Programmierung das Herzstück der Bewässerungsanlage.

Der Robotics TXT Controller hat:

  • 4 Aktorausgänge (an sie kann man Lampen, Motoren aber auch Elektroventile anschließen und steuern)
  • 4 Zählereingänge (an den Zählereingängen kann man kleine Impulse zählen)
  • 8 Sensoreingänge (mit diesen kann man den Widerstand, an/aus, messen)

Er hat außerdem einen berührungsempfindlichen Bildschirm. Auf dem kann man abgespeicherte Programme auswählen, um Informationen von dem Programm anzuzeigen
und um Befehle an das Programm weiter zugeben.

Hauptprogramm

Das Programm besteht aus einem Hauptprogramm und den Unterprogrammen:

  • Zeitentscheidung;
  • Feuchteentscheidung;
  • Bewässerung;
  • Datenerfassung;
  • Anzeige

Im Hauptprogramm sind die einzelnen Unterprogramme miteinander verbunden und es werden Daten eingeleitet.

automatische Bewässerungsanlage fischertechnik

Bewässerung

Das Unterprogramm Bewässerung ist für die Steuerung der Pumpflasche und zum stoppen zuständig, wenn es genug Wasser eingepumpt hat. Zum Steuern wird ein Magnetventil im Luftdruckkreislauf betätigt. Das Unterprogramm Bewässerung steuert auch vor und nach dem Wässern das Unterprogramm Datenerfassung an.

Zeitentscheidung

Das Unterprogramm Zeitentscheidung entscheidet ob von der Uhrzeit her gepumpt werden darf. Dieses Unterprogramm habe ich gemacht, damit die Pumpe nicht zu ungünstigen Zeiten angeht (wenn meine Eltern schlafen, in der Woche von 20 bis 8 Uhr und am Wochenende von 20 bis 10 Uhr).

Datenerfassung

Das Unterprogramm Datenerfassung zeichnet mindestens alle 30min alle Werte auf. So kann man, wenn man es im Onlinemodus laufen lässt, die Daten auslesen
und auswerten.

Anzeige

Das Unterprogramm Anzeige (1) zeigt alle Werte auf dem Bedienfeld (2) an, wenn man es im Onlinemodus laufen lässt. Wenn man es aber Offline, nur auf dem Robotics TXT Controller laufen lässt, dann zeigt er auf seinem Display (3) nur die Werte der Feuchtigkeitssensoren an und den Mittelwert.

Feuchteentscheidung

Das Unterprogramm Feuchteentscheidung entscheidet, ob gewässert werden muss oder nicht. Wenn die Feuchtigkeit der Erde zu gering ist (Mittelwert >13 000) und die Zeit stimmt, dann geht es zurück zu dem Unterprogramm Zeitentscheidung aber wenn nicht, dann startet das Unterprogramm Bewässerung.

automatische Bewässerungsanlage

Ergebnisse

An der gelben Linie ist ersichtlich, wann Tag und Nacht ist „Helligkeit_1“. Bei Tag erscheint dort ein hoher Ausschlag (Info: die Helligkeit zeige ich hier in Lux an).
An der grünen Linie „Tempratur_1“ kann an der rechten Hochachse die Temperatur abgelesen werden.

Das System funktioniert gut, weswegen ich es nun für meine Nachzucht von Sonnenblumen und Tomaten im Gewächshaus einsetze. Da die Messwerte bei den verschiedenen Sensoren sehr unterschiedlich waren, habe ich sie unter verschiedenen Bedingungen getestet. Die Unterschiede zwischen den verschiedenen Sensoren sind groß. Zum Beispiel zeigt Sensor 2 immer mit Abstand den höchsten Wert."

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