Entwicklung und Aufbau einer Bewässerungsanlage, für mehr Komfort im Garten.
27. Oktober 2021
Gianluca Salzillo
Einleitung
Die Idee für das Thema meiner Diplomarbeit kam mir durch den Wunsch nach mehr Komfort im Garten. Aus diesem Grund habe ich eine automatische Bewässerungsanlage entwickelt, die nachhaltig und effizient funktioniert. Mit gesammeltem Regenwasser und solarbetriebenem Strom können die Gartenbeete bewässert werden. Das System wird durch eine integrierte Zeitschaltuhr, einen Feuchtigkeitssensor und einen Ultraschalldistanzsensor gesteuert. Dabei dient der Ultraschallsensor ausschliesslich dem Trockenlaufschutz der Pumpe.
Aber was wäre Komfort ohne unsere Smartphones? Durch eine Handy-App kann die Pumpe einfach und bequem vom Wohnzimmer aus ein- und ausgeschaltet werden. Jedoch ist es auch ohne Smartphone möglich, die Steuerung manuell vor Ort zu bedienen. Mit einem Taster kann der Betrieb von automatisch zu manuell hin und her gewechselt werden. Ebenfalls wurden optische Signale wie Leds und LCD-Display installiert, welche es ermöglichen, den Status der Anlage einfach zu erkennen.
Kosten und Realisierung
Die einmaligen Materialkosten belaufen sich auf ca. CHF 1‘300.00. Dieser Betrag deckt alle Kosten für die oben beschriebene Standartausführung.
Für die Instandsetzung der Anlage im eigenen Garten kann der erstellte Programmcode übernommen werden. Für die Installation werden ca. 2 -4 Tage benötigt unter der Voraussetzung, dass das benötigte Material vorhanden ist. Danach kann der Komfort im eigenen Garten genossen werden.
Ausbau und Erweiterungsmöglichkeiten
Diese Bewässerungsanlage auszubauen und zu erweitern ist überhaupt kein Problem. Der Microcomputer besitzt mehrere Reserve-Ausgänge, die z.B. weitere Pumpen und Sensoren steuern können. Durch diese Reserve-Ausgänge hat man die Möglichkeit die Anlage auch im Nachhinein auszubauen, ohne die Steuerung komplett auswechseln zu müssen.
Weitere Erweiterungen können durch eine Internetanbindung vorgenommen werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, Wetterprognosen einzubinden oder Messdaten auf ein Smartphone zu senden.
Galerie zur fertigen Anlage
1/9Steuerkasten
2/9Verdrahtung des Kastens
3/9Verdrahtung des Steuerkastendeckels
4/9Pumpe
5/9Konstruktion Ultraschallsensor
6/9Ultraschallsensor über der Regentonne
7/9Ultraschallsensor
8/9Flussdiagramm der kompletten Anlage
9/9Flussdiagramm der Handy-App
1/9Steuerkasten
2/9Verdrahtung des Kastens
3/9Verdrahtung des Steuerkastendeckels
4/9Pumpe
5/9Konstruktion Ultraschallsensor
6/9Ultraschallsensor über der Regentonne
7/9Ultraschallsensor
8/9Flussdiagramm der kompletten Anlage
9/9Flussdiagramm der Handy-App
Beschreibung der gebauten Anlage
In diesem Projekt wurde eine komplett neue Anlage entworfen. Als bestehende Ressourcen standen lediglich der Gemüsegarten, eine Regentonne und ein Mikrocomputer «Funduino Mega» zur Verfügung. Die Software musste komplett neu entworfen und geschrieben werden. Hardwaretechnisch mussten alle benötigten Komponenten neu angeschafft werden.
Es wurde eine Steuerungsbox entworfen, bei der man zwischen automatischem und manuellem Betrieb wählen kann.
Im Normalfall läuft die Anlage im Sommer im Autobetrieb. Dieser wird von einem Feuchtigkeitssensor in der Erde und einem Ultraschalldistanzsensor über der Regentonne gesteuert. Zudem wird das System nur spät am Abend oder früh am Morgen bewässern, da bei hohen sommerlichen Temperaturen das Wasser auf der Erde verdunsten würde.
Im manuellen Betrieb kann die Pumpe über einen Taster ein- und ausgeschaltet werden, sofern der Wasserstand in der Regentonne in Ordnung ist. Durch eine grüne und rote Led-Lampe an der Steuerungsbox ist ersichtlich, ob die Pumpe in Betrieb ist oder nicht. Eine orange Led-Lampe weist darauf hin, dass der Boden im Garten zu feucht ist oder der Wasserstand in den Regentonnen zu tief ist. Ebenfalls wurde ein kleines LCD-Display in die Box eingebaut, das den Betrieb, die Feuchtigkeit, den Wasserstand sowie die Zeit anzeigt.
Als Einspeisung der Anlage dient eine 12-Volt Autobatterie, die durch ein Solarpanel aufgeladen wird. Durch einen Laderegler wird die Batterie situationsabhängig entladen oder aufgeladen.
Gianluca SalzilloIch bin 24 Jahre alt und wohne in Lindau ZH. Als gelernter Elektroinstallateur EFZ, arbeite ich in meinem Lehrbetrieb bei der Firma ETAVIS AG als Bauleitender-Monteur. In meiner Freizeit gehe ich gerne Angeln am Greifensee oder bin als Zuschauer an Fussballspielen anzutreffen. Mit dieser Diplomarbeit beende ich das 3 jährige Studium zum Elektrotechniker HF. Ich freue mich in Zukunft meine erlernten Fähigkeiten im Beruf- wie auch im Privatleben einzusetzen.
Wurde Ihr Interesse geweckt und wollen sie mehr über das Vorgehen und Entwickeln der Anlage erfahren, dann können sie hier die komplette Dokumentation herunterladen.