Automatisches Bewässerungssystem für Topfpflanzen

Autoren: Marcel Lawniczak, Jonas Koppmeier
Betreuer: Prof. Göbel

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Einleitung

Das Automatische Bewässerungssystem für Topfpflanzen wird als Feuchtigkeitsregelkreis realisiert und sorgt dafür, dass Topfpflanzen nicht mehr auf dem Trockenen sitzen. Das eingebaute Hygrometer erkennt den Feuchtestand des Bodens. Sobald die Feuchtigkeit unter einen definierten Wert absinkt, wird dies von einem Mikrocontroller erkannt und es wird ein Signal an die Wasserpumpe übermittelt. Die Wasserpumpe fördert eine definierte Menge an Wasser aus einem externen Wasserbehälter zur Topfpflanze. Die abgegebene Wassermenge kann manuell in 3 Stufen über Taster eingestellt werden. Größere Pflanzen haben größere Töpfe und benötige i.d.R. größere Wassermengen als kleinere Pflanzen. Über die Taster kann der Regelkreis an jede Topfpflanze angepasst werden. Damit stets die korrekten Mengen an Wasser durch die Wasserpumpe bereitgestellt wird, fließt das Wasser durch einen Durchflusssensor. Ein laufender Vergleich zwischen dem eingestellten Soll-Wert der Wassermenge und dem ermittelten Ist-Wert durch den Durchflusssensor stoppt die Wasserpumpe sobald der Soll-Wert erreicht ist. Da sich das Wasser im Boden langsam verteilt und damit die Feuchtigkeit im Boden nicht schlagartig steigt, wird eine neue Feuchtigkeitsmessung mit einer zeitlichen Verzögerung zum letzten Zeitpunkt der Wasserförderungen durchgeführt.

Anforderungen

• Feuchtigkeitsregelkreis

• Geeignete Topfpflanze

• Stromversorgung über Batterie

• Kapazitiver Feuchtigkeitssensor zur genauen Beobachtung des Feuchtigkeitsgrades

• Arduino UNO R3 Mikrocontroller

• Tasten zur Stufenauswahl der Wasserabgabemenge

• Verschiedenfarbige LEDs zur Erkennung der eingestellten Wasserabgabemenge

• Geschlossener, transparenter Wasserbehälter mit einer Mindestbefüllmenge von 1 Liter

• Schläuche zur Wasserbeförderung mit 9mm-Durchmesser

• Wasserpumpe mit einer maximalen Durchlaufgeschwindigkeit von einem Liter pro Minute

• Durchflusssensor mit einer Genauigkeit auf einem Milliliter genau

• Spritzwassergeschützt

• Funktionsnachweis durch einen 10-Tage-Test mittels Beobachtung und Auswertung der in diesem Zeitraum gesammelten Daten

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Abb. 1: Funktionaler Systementwurf

Literatur

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