Projekt 83: Automatische Pflanzenbewässerung

Autoren: David Reger und Valentin Schniederkötter
Betreuer: Prof. Schneider

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Thema

Entwicklung einer automatischen Pflanzenbewässerung inklusive Auswertung der Daten von äußeren Einflüssen.
Bei der automatischen Pflanzenbewässerung wird mittels Feuchtigkeitssensor die aktuelle Feuchtigkeit in der Pflanze gemessen. Der aktuelle Wert wird auf die vorher eingestellte Regelgröße gehalten, indem eine Pumpe angesteuert wird und diese die Pflanze je nach Bedarf bewässert.
Zusätzlich werden ein Lichtsensor sowie Temperatursensor installiert. Die Daten werden über ein Zeitintervall in einem Diagramm/Graphen ausgegeben. Dadurch können Wetterbedingungen über einen bestimmten Zeitraum erkannt werden.
Die Steuerung und Programmierung erfolgt über den Mikrocontroller Arduino.

Erwartungen an die Projektlösung

• Planung des Bewässerungssystems
• Darstellung der regelungstechnischen Theorie
• Beschaffung der Bauteile (Miniaturisierung z.B. Arduino Nano)
• Systemidentifikation (Übertragungsfunktion der Regelstrecke bestimmen)
• Realisierung des Aufbaus
• Vergleichen und bewerten Sie verschiedene Regleransätze (P, PI, PID und andere).
• Modellbasierte Programmierung der Hardware via Target Installer
• Machen Sie ein tolles Videos, welches die Funktion visualisiert.
• Test und wiss. Dokumentation
• Live Vorführung während der Abschlusspräsentation

Kür: Das Projekt ist skalierbar auf mehrere Pflanzen anwendbar. Alle Pflanzen senden Ihren Bewässerungszustand an einen Server. Über ein Web-Interface läßt sich die Bewässerung für jede Pflanze spezifisch regeln. Bei leerem Wasserbehälter bekommt der Anwender eine Hinweis-E-Mail.

Aufgabe

Die Aufgaben werden in die drei Fachbereiche der Mecahtronik eingeteilt:

Mechanik:
• Entwurf eines Gehäuses für den Arduino (Schutz)
• Bau einer elektrischen Wasserpumpe (optional, evtl. Kauf einer günstigen Aquariumpumpe)
• Prototypenbau
• Zusammenbau der einzelnen Komponenten sowie anschließen der Schläuche

Elektrotechnik:
• Verlötung der elektrischen Wasserpumpe (optional, s.o.)
• Verdrahtung der elektrischen Komponenten
• Anschluss zum Arduino herstellen
• Funktionstest (korrekte Verdrahtung, Zusammenspiel der Komponenten)

Informatik:
• Auswertung der erfassten Sensordaten
• Ausgabe in einem Diagramm
• Programmierung der Pumpensteuerung

Literatur

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