Automatisierte Gießanlage

Eine Projektarbeit von Luca Albanesi & Marvin Hofmann, TGI-J1, Schuljahr 2018-19.

 

Motivation

Heutzutage ist jede freie Minute kostbar, und da sind die 1h Garten gießen in der Woche schon fast zu viel. Deshalb haben wir uns der automatisierten Bewässerung gewidmet. Durch solch eine Anlage ist ein gewisser Schutz für die Pflanzen gegeben, die weder übergossen werden noch in Gefahr laufen auszutrocknen. Der Bedarf für solche Systeme, die einfach zu bedienen sind, steigt stetig.

Auftrag

Das Ziel der Gießanlage soll ein „Plug and Play“ System sein, das in die ausgewählte Pflanze gesteckt werden kann. Das heißt Sensor und Gießschlauch sollen in den Pflanztopf gesteckt werden, das Board und die Stromversorgung sind außerhalb in einer Box geschützt verstaut. Die Dosierpumpe befindet sich ebenfalls geschützt in einem Behälter. Als Wassertank würde schon eine Normale 2 l Flasche reichen oder Extremer ein 10 l Kanister. Durch Einschalten des Systems, nach korrektem Aufbau, soll die Gießanlage direkt ihrer Aufgabe nachgehen. Wenn der gewünschte Schwellwert erreicht ist soll die Dosierpumpe so lange eingeschaltet bleiben bis die Feuchtigkeitswerte wieder unter den Schaltwert fallen. Dadurch ist gewährleistet, dass der Pflanze genug und nicht zu viel .

Analyse

Analyse

Systemaufbau

Das nachfolgende Bild zeigt den Aufbau unserer Gießanlage mit den Bauteilen, die uns zur Verfügung gestellt wurden. Das MikroElektronika Development Board mit dem 8051 als Chip bildet die Steuereinheit. Dosierpumpe und Relais bilden die ausführende Einheit. Der Feuchtesensor, der Lichtsensor wie der umfunktionierte Regensensor dienen als Erfassungseinheit. Der Aufbau ist variabel und skalierbar. Das heißt, das System muss nicht zwingend so aufgebaut werden wie gezeigt. Es können problemlos mehre Sensoren eingebunden werden, ebenso mehrere Pumpen. Der Feuchtigkeitssensor muss bis zur Markierung in die Erde gesteckt werden. Hierbei ist zu beachten, dass der Sensor in der Nähe des Wurzelballens der zu überwachenden Pflanze positioniert wird. Bei der Installation des Sensors ist darauf zu achten, dass der Sensor nicht den Wurzelballen beschädigt, da dies der Pflanze die Aufnahme von Wasser erschwert. Bei kleinen Pflanzen, kann die Pflanze nach Beschädigung des Wurzelballens sogar absterben.
Wird die Gießanlage im Freien betrieben ist der Lichtsensor in der Nähe der Pflanze zu positionieren, hierbei ist darauf acht zu geben das der Sensor in den freien Himmel zeigt und nicht durch das vorschreitende Wachstum der Pflanze bedeckt wird. Der Füllstandssensor ist so im Tank zu platzieren, dass sobald die Pumpe Luft ziehen würde (Tank leer) das Einschalten der Pumpe durch den Controller gesperrt wird. Sämtliche Elektronischen Bauteile sollten durch eine wasserdichte Box geschützt werden, da der Betrieb im freien durch Winterungsbedingte Faktoren beeinflusst werden kann. Unsere Empfehlung ist den Lichtsensor in Epoxidharz zu tauchen, somit ist er gegen Wind und Wetter geschützt kann aber dennoch seine Arbeit verrichten. Die Stromversorgung wird über ein 12 V Netzteil sichergestellt. Die Dosierpumpe benötigt eine Spannungsversorgung von 12 V, das Board benötigt 5 V. Die Box mit der Steuereinheit kann auch etwas abseits der Zielpflanze stehen. Dabei ist darauf zu achten, dass die Leitungen, wegen Verluste, nicht zu lang werden.

 

Systemaufbau

  

  

Tags