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Inhaltsverzeichnis
fab-giess-o-mat
Eine Mikrocontroller-gesteuerte Bewässerungsanlage für Zimmerpflanzen
Features
- Feuchtigkeitsmessung
- Steuerung einer Pumpe
- Wassertank-Füllstandsmessung
- Anzeige der Feuchtigkeit über RGB-LED
- Taster zum Konfigurieren ohne PC
- USB Schnittstelle zum konfigurieren
Projektstatus: Gerät ist einsatzbereit
Motivation
Es gibt schon einige DIY Bewässerungssysteme, die aber alle so ihre Macken haben. zu kompliziert, zu frickelig, zu teuer, zu wenig features, schlechte Doku, veraltete Hardware. Ich möchte mein altes Giess-o-mat Projekt modernisieren.
Es gibt da dieses paar lustige Projekt Windowfarm, das beliebt ist zum Nachbauen. Ein Beispiel (Prinzip ohne Pumpe): http://stadtmachtsatt.de/wp-content/uploads/2013/12/Bauanleitung-Windowfarm_DinA4.pdf
Eine weitere Inspiration ist das fabfarmer Projekt
Das Projekt sollte auch von Leuten ohne besondere technische Vorkenntnisse zusammengebaut werden können. Deshalb möchten wir günstige Standard Hardware verwenden, keine selbstgebasteten Platinen, soweit das möglich ist. Der Löt-Aufwand sollte nicht zu hoch sein.
Aufbau
Konfiguration über Taster LED Anzeige
Beim Druck auf den START-Knopf wird die Pumpe eingeschaltet, der STOP-Knopf schaltet die Pumpe aus.
Wenn man länger als 1 Sekunde auf den START-Knopf drückt, wird der aktuelle Feuchtigkeits-Messwert als „Schaltschwelle trocken“ gespeichert. Die Pumpe wird automatisch eingeschaltet, wenn dieser Wert unterschritten wird. Die Farbe der LED ist rot, wenn dieser Feuchtigkeitswert gemessen wird.
Die Giesszeit, wie lange die Pumpe eingeschaltet bleiben soll, kann durch drücken und festhalten des START-Knopfs eingestellt werden. Der START-Knopf muss für mindestens 3 Sekunden gedrückt bleiben. Es wird die Zeit zwischen Drücken und Loslassen des Knopfs gespeichert.
Wenn man länger als 1 Sekunde auf den STOP-Knopf drückt, wird der aktuelle Feuchtigkeits-Messwert als „Schaltschwelle nass“ gespeichert. Wenn dieser Wert erreicht wird, lechtet die LED grün, sonst passiert nichts.
Bei einem unkonfigurierm System, oder wenn die Schaltschwelle trocken größer oder gleich der Schaltschwelle nass ist, leuchtet die LED blau.
Die Farbe der LED ändert sich von grün übergelb und orange zu rot, wenn die Schaltschwelle trocken erreicht wird. Dann wird die Pumpe automatisch eingeschaltet. Die Pumpe bleibt so lange an, bis die Einschaltzeit abgelaufen ist.
Der Füllstandssensor ist optional. Es handelt sich um zwei einfache Elektroden, die Stromfluss durch das Wasser im Tank messen. Wenn einmal der Kontakt geschlossen wurde, ist der Füllstandssensor aktiv. Wird der Kontakt geöffnet, weil der Tank ller ist, blinkt die LED blau. Achtung: keine Kupferkontakte verwenden. Die oxidieren schnell.
Konfguration über PC
Der fab-giess-o-mat kann über einen Mini-USB Kabel an einen PC angeschlossen werden. Es wird ein Terminalprogramm wie TeraTerm oder minicom benötigt.
* fab-giess-o-mat *
Pumpe an Pin D2
Sensor an Pin A0
Füllstandssensor an Pin A5
Taster Start an Pin D3
Taster Stop an Pin D6
RGB LED an Pin D8
vorletzte Pump-Zeit: 0.0.1970 00:00:00
letzte Pump-Zeit: 0.0.1970 00:00:00
* fab-giess-o-mat Hauptmenue *
u - Uhr stellen
e - maximale Einschaltzeit [sek]: 6
a - minimale Ausschaltzeit [std:min]: 16:00
t - Schaltschwelle trocken: 565
n - Schaltschwelle nass: 427
s - Sensor lesen
i - Pumpe ein
o - Pumpe aus
Umfeld
Es wäre cool, für das Fablab einen Prototypen zu bauen, leider ist dort zu wenig Platz.
Technische Beschreibung / Details
Mikrokontroller
Arduino Nano (klein, kompakt und gibts für ~2€ beim Chinesen deines Vertrauens)
Man kann sich mit dem PC an die USB Schnittstelle anflanschen und den Giess-o-mat über ein Menü in einem Terminalprogramm steuern.
Feuchtigkeitssensoren
Die aktuelle Version benutzt kapazitive Sensoren mit ADC Ausgang (bei Aliexpress suchen nach capacitive moisture sensor). Der Sensor besteht aus 2 Kondensatorflächen. Es fließt kein Strom durch die blumenerde. Je feuchter die Erde, desto höher die Kapazität. Der Messwert wird einfach mit analogRead() eingelesen.
Alternative: ein einfacher kapazitiven Sensor nur aus 2 Kondensatorplatten und einem hochohmigen Widerstand. Der Arduino schaltet zuerst einen Ausgang auf high und läd den Kondensator auf. Dann wir der Pin auf ADC-Input umgeschaltet und nach gemessen, wie lange es dauert, bis der Kondensator entladen ist. Der Soucecode für die Ansteuerung befindet sich in der Datei sensor.ino, wird aber nicht benutzt.
Pumpe
Wir benutzen eine Schlauchpumpe (Peristaltikpumpen), die über einen Transistor eingeschaltet werden kann.
Gehäuse
Das Gehäuse wird aus einer 4mm starken Platte ausgeschnitten.
Hier ist das Design für den Lasercutter:
https://github.com/chbergmann/fab-giess-o-mat/blob/master/cad/giessomat-gehauese.svg
Einstellungen:
grün: gravieren
rot: schneiden
schwarz: schneiden
braun: ignorieren. Ist nur zur Dokumentation da
Bauteile-Liste
- 1 RGB LED WS2812
- 1 Netzteil 12V, min. 1A
- 1 Widerstand 1k
- Stiftleisten 2,54mm. Stückelung: 1×1, 1×2, 2×3, 1×5, 1×6, 1×7
- Draht, 2 Farben
- Schrumpfschlauch 2mm
- 1 Holz oder Kunststoffplatte 4 x 240 x 150 mm (Lastercutter-Design)
Bauanleitung
Den Widerstand oben rechts und die Buchsenleiste mit den lila Kabeln dran braucht man für den Anschluß eines Wifi Moduls.
Achtung: Es besteht die Gefahr, das das Wifi-Modul in dem Gehäude den Hitzetot stirbt. Vorerst nicht bestücken !
Sourcecode
https://github.com/chbergmann/fab-giess-o-mat
Das Git Repository enthält 2 Projekte:
fab-giess-o-mat: Projekt für den Arduino Mikrokontroller
Kann mit der Arduino IDE bearbeitet und uf den Arduino geladen werden. Alternativen: Atom.io oder Eclipse mit dem PlatformIO Plugin
wifi-giess-o-mat: PlatformIO Projekt für das ESP Wifi Modul.
Ansprechpartner
christian.bergmannmailbox.org
Links zum Thema
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Verbindungsstücke, Adapter usw. zum ausdrucken
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