Management Summary
Im letzten Semester an der TEKO Luzern darf man für seinen Abschluss eine Diplomarbeit schreiben. Ziel dieser Arbeit ist es, das aufgebaute Grundlagenwissen an einer praxisorientierten Aufgabe anzuwenden und zu vertiefen. Die Themenwahl ist frei, muss aber mit der Studienrichtung Elektrotechnik zu tun haben.Also machte ich mich an die Ideenfindung. Dies gestaltete sich am Anfang schwieriger als gedacht. Zur gleichen Zeit waren meine Eltern verreist und ich durfte ihren Garten tränken. Da kam mir die Idee: Man könnte doch eine automatische Gartenbewässerung für zuhause entwickeln. Nach einigen Nachforschungen und dem Interesse der Eltern fand ich heraus, dass es Gartenbewässerungen bereits auf dem Markt gibt. Was kann ich also neues zur Gartenbewässerung beisteuern, um einen Mehrwert zu erhalten?Die Antwort war eine selbstgeschriebene App mit der man auch bei Abwesenheit Zugriff auf die Bewässerung hat. Da allerdings der Garten relativ gross ist, reichte ein Sensor nicht aus. Und so kam ich auf meine Diplomarbeit: Ich erstelle eine autonome Gartenbewässerung die per App gesteuert & überwacht werden kann und dazu werden vier Ventile und Feuchtigkeitssensoren eingesetzt. Damit hat man eine genügend grosse Kapazität um den ganzen Garten zu bewässern.Nach der Projekteingabe und deren Bewilligung musste als erstes das Pflichtenheft erstellt und genehmigt werden. Nach dessen Bewilligung sind folgende relevanten Ziele aufgestellt worden:- Die Gartenbewässerung ist entwickelt und funktioniert automatisch, ohne Einfluss nehmen zu müssen. Sie ist über die App per W-Lan ansteuerbar.
- Die App steuert und überwacht die Anlage zuverlässig. Es können darauf Einstellungen ohne Fehler verstellt werden. Sie steuert den RaspberryPi über W-Lan
Danach begann das Entwickeln der Gartenbewässerung. Ich stolperte über kleinere und grössere Hürden. Am Schluss konnten diese jedoch erfolgreich gemeistert werden. Am Ende kann ich eine autonome Gartenbewässerung vorweisen, welche alle gesetzten Ziele erreicht.Ich bin sehr zufrieden mit meiner Arbeit und blicke auf eine sehr lehrreiche Zeit zurück.
Bilder & Videos
Beschreibung der Diplomarbeit
Die automatische Gartenbewässerung besteht aus einem RaspberryPi zur Steuerung der Anlage, einer selbstprogrammierten App zur Steuerung & Überwachung der Bewässerung und den dazugehörigen Elementen für die Bewässerung.
Der RaspberryPi wurde mit Python programmiert und steuert die Ventile, mit den Einstellungen in der App, über die Relais an.
Er wertet die Daten der Analogsensoren aus und rechnet diese auf einen Feuchtigkeitswert von 0%-100% um.
Die App wurde mit dem Programm AndroidStudio gestaltet und Programmiert. Das ganze wurde in Java geschrieben.
Es gibt eine Hauptseite und eine Einstellungsseite. Auf der Hauptseite sieht man die aktuellen Feuchtigkeitswerte und die Minimumwerte bei welchem das jeweilige Ventil im Automatikbetrieb einschaltet. Darauf kann man den automatischen Betrieb, den Nachtmodus und den manuellen Betrieb ein-/ausschalten. Der Nachtmodus funktioniert nur im Zusammenhang mit dem automatischen Betrieb. Wenn dieser eingeschaltet ist, wird verhindert dass tagsüber bewässert wird und somit Pflanzen verbrennt werden können.
Auf der Einstellungsseite werden die Namen für die vier Ventile vergeben und die dazugehörigen Minimum- und Maximumwerten. Die Änderungen werden mit Speichern übernommen und mit Abbrechen kann man ohne zu Speichern auf die Hauptseite zurückkehren. Wenn die automatische Gartenbewässerung nicht mehr benötigt wird, kann man den RaspberryPi mit dem Knopf Herunterfahren ausschalten.
Die Kommunikation zwischen dem RaspberryPi und der App wird mit einem MQTT Server sichergestellt. Bei dieser Kommunikation werden Nachrichten mit einem Topic und dem dazugehörigen Wert versendet. Der Empfänger hört nur auf das Ihm zugewiesene Topic und kann diese auswerten. Die Werte welche versendet werden sind die Feuchtigkeitswerte, die Minimum- & Maximumwerte und den Knopfdruck zum Herunterfahren.
