Elektronische Gießkanne


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Elektronische Gießkanne

In einem Gespräch kamen wir auf ein Problem: großer Garten und der Urlaub rückt immer näher. Man wollte nicht immer die Nachbarn bitten die Pflanzen zu gießen. Da kam meine Idee dies mit einem Arduino zu realisieren genau richtig.

Die Gegebenheiten: Ein großes Wasserreservoir wird über die Hausdächer mit Regenwasser über einen Filter ständig gefüllt. Daraus saugt eine kleine Pumpe (220 Volt) und füllt ein 100 Liter-Fass in knapp 1,5 Meter Höhe. Ist das kleine Fass voll, wird die Pumpe abgeschaltet. Das Fass leert sich von selbst über einen langen Tropfschlauch, der durch den ganzen Garten führt. Sollte es geregnet haben, sollte jedoch nicht gegossen werden. Gleich nach dem Fass befindet sich ein Absperrhahn, über den der Wasserablauf gesperrt werden kann.

Giessanlagen-Wunsch

So begann ich an der Lösung zu tüfteln.


Version 1

Eine Zeitschaltuhr gibt jeden morgen eine Viertel Stunde Strom an ein Netzteil ab, das den Arduino NANO mit 9 Volt versorgt. Diese Zeit reicht aus, um das Fass über eine Pumpe mit Wasser zu füllen.
In der ersten Version kamen bereits ein Ultraschall-Sensor und ein kapazitiver Feuchtigkeits-Sensor zum Einsatz.
Der F-Sensor bestimmt durch den programmierten Wert ob gegossen werden soll oder nicht. Wenn ja, schaltet sich eine Pumpe ein, die das Fass mit Wasser befüllt. Der Ultraschall-Sensor dient dann dazu den Pegelstand des Wassers zu messen. Kurz bevor das Fass überläuft, gibt er das Signal zum Abschalten der Pumpe.

Diese Idee war Anfangs nicht schlecht, habe sie jedoch bald verworfen, da der Umschaltpunkt zum Gießen immer gleich war. Bei Regen und bei längerer Hitze ging das demnach gar nicht!


Versuchsaufbau zwischen V1 und V2

Giessanlagen-Testaufbau

Kleiner Einblick

Die Grundelemente sind bereits im Einsatz: hinten der Feuchtigkeits-Sensor, vorne links der Ultraschall-Sensor, sowie bereits ein Poti und noch ein kleines OLED-Display.

Auch eine grüne LED ist zu entdecken. Sie zeigt an, ob die Pumpe läuft.
Im Aufbau war noch ein UNO im Einsatz - der später gegen ein NANO getauscht wurde.


Version 2

Giessanlage Version 2

Version 2

Wie in der Version 1, jedoch kann über ein Potentiometer der Grenzwert zum Einschalten der Pumpe eingestellt werden. Zur Anzeige des variablen Wertes wird zusätzlich ein Display benötigt.
Ferner kam ein Reset-Taster und ein Umschalter hinzu. Der Schalter lässt am Anfang des Programmes ein Einstellen des Potis zu - für den Grenzwert - und zeigt gleichzeitig den gemessenen Wert an. Es kann nun der Grenzwert in einem Bereich von Nass (450) bis zu Trocken (680) eingestellt werden. An nicht so warmen Tagen kann der Wert dadurch leicht erhöht werden, damit ein feuchterer Boden simuliert wird und nicht gleich gegossen wird. Bei niedrigerem Wert wird die trockene Phase vergrößert, und es kann eher gegossen werden.

Diese Version kam allerdings nur kurz zum Einsatz, da der Ultraschall-Sensor nicht richtig reagieren wollte. Doch dazu später noch einiges Wichtiges mehr.


Version 3 (Aller guten Dinge sind drei?)

Giessanlage Version 3

Version 3

... und noch ein Poti dazu! Endlich ist alles regelbar.

Zusätzlich zum Grenzwert ist nun auch der Füllstand einstellbar.... und alles über ein großes LCD-Display zu betrachten!

von einem bis zu mehreren Gießvorgängen an einem Tag möglich (je nach Zeitschaltuhr)

umschaltbarer Grenzwert justierfähig von Nass (450) bis Trocken (680)

vorwählbarer Füllstand des Fassinhaltes von 25% bis 99%

selbstständiges Abschalten der Pumpe

Der vorwählbare Füllstand des Fassinhaltes ist nun von 25% bis 99% über ein Poti regelbar. Dies lässt es nun zu, z.B. mehrmals an einem Tag ein Fassinhalt von nur z.B. 30% zum Gießen zu verwenden. Oder auch nur einmalig (je nach Zeitschltuhr!) z.B.75% des Fassinhaltes.
Dieser vorwählbare Füllstand lässt das Fass bei Erreichen des Wertes die Pumpe ausschalten. So wird der Garten mit dem wenigerem Wasser gegossen.


Funktionsbeschreibung

Die gesamte Elektronik-Box wird über einen Schuko-Stecker an das 220Volt Netz angeschlossen.
Die Zeitschaltuhr ist direkt mit diesem Netz verbunden und läuft so kontinuierlich. Je nach Einstellung/en der Uhr gibt diese den Strom an das eingesteckte Netzteil ab.
Dieses liefert eine Spannung von 9 Volt an die Elektronik.
Über einen kapazitiven Sensor wird die Feuchtigkeit im Boden gemessen und damit entschieden ob gegossen werden soll oder nicht.
     Wenn nicht – hält das Programm von selbst an,
     schaltet auch keine Pumpe ein.
  Wenn ja, so wird zunächst mittels einem Ultraschall-
  Sensor (zur Messung des Abstandes) der Füllstand im Fass überprüft.
     Sollte noch Wasser vorhanden sein, hält das Programm
     von selbst an und schaltet auch keine Pumpe ein.
Liegt der gemessene Wert unter einer vorgegebenen Variablen, wird die Pumpe eingeschaltet und das Fass befüllt.

Ist der vorgegebene Füllstand erreicht, wird die Pumpe ausgeschaltet und das Programm beendet.


Über Poti 1 kann der Schaltpunkt von Nass zu Trocken (Pumpe aus und ein) in weiten Grenzen voreingestellt werden. Das Programm misst mit dem Feuchtigkeitssensor und vergleicht den Messwert mit der Voreinstellung. Jetzt entscheidet sich, gießen oder nicht.

Mittels Poti 2 kann zusätzlich die Wassermenge im Fass vorgewählt werden. Der Bereich erstreckt sich von 25 bis 99% Füllmenge.


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