SmartFarm

Autoren: Isaac Mpidi Bita, Dominik Hermelingmeier
Betreuer: Prof. Göbel

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Einleitung

Diese Arbeit ist im Rahme der Veranstaltung "Angewandte Elektronik" aus der Masterstudiengang "Business and Systems Engineering", auch BSE oder BaSE abgekürzt, angefertigt. In dieser Veranstaltung werden folgenden Ziele verfolgt:

• Auswertung von Sensorinformationen
• Ansteuerung von verschiedenen Sensoren und Aktuatoren
• Verarbeitung von Signale im Rahme der Mess- und Regelungstechnik mit einem Microcontroller

Die Veranstaltung wird mit einem Projekt begleitet, an dem Studiereden selbständig folgenden Phasen beinhaltet:

• Projektplanung und Schaltungsentwurf
• Beschaffung der Bauteile und Materialien
• Entwicklung (z. B. Platinenlayout) und Fertigung mit anschließender Inbetriebnahme
• Projektdemonstration, -abnahme und -dokumentation

Heutzutage spielt das Konzept "SMART" ein wichtige Rolle in zahlreichen alltäglichen Bereiche. In der Landwirtschaft gewinnt der Einsatz moderner Techniken, genauer gesagt Informations- und Kommunikationssysteme, immer mehr an Bedeutung. Diese Revolution wird in dem Bereich als Landwirtschaft 4.0 bezeichnet. Im Rahmen des Moduls "Angewandte Elektrotechnik" ist das Projekt SmartFarm entstandet.

Das Projekt verfolgt das Ziel, die Tierhaltung für den Tierhalter im Einklang mit den Tieren zu erleichtern und zu optimieren. Mit Hilfe von Sensorsysteme und Aktuatoren wird dieses Ziel erreicht. Das Projekt SmartFarm bietet viele Erweiterungsmöglichkeiten für die Landwirtschaft, die im Ausblick erläutert werden. In dieser Veranstaltung liegt der Fokus auf der Tür des Hühnerstall und einer Helligkeitssteuerung. Zudem kann die Tür und die Lampe im Stall manuell angesteuert werden.

Ein geschlossener Stall schützt Hühner über Nacht vor Raubtieren. Die Türsteuerung verschafft dem Tierhalter Unabhängigkeit und Flexibilität beim Öffnen und Schließen der Tür. Mit der Lampensteuerung wird das Ziel verfolgt, die Legeleistung in der dunklen Jahreszeit durch den künstlich verlängerten Tag zu erhöhen.

Anforderungen

• Entwurf eines mechatronischen System für die Helligkeit- und Türsteuerung eines Hühnerstalls
• Erfassung der Helligkeit bzw. der Zeit für die Öffnung der Tür
• Erfassung der Helligkeit bzw. der Zeit für die Helligkeitsteuerung
• Erarbeiten einer alternativen Lösung für die manuelle Türsteuerung (unabhängig von der Helligkeit)
• Vorstellung und Erarbeiten eines Konzept für eine geregelte Bewegung der Tür
• Erarbeitung einer Energieversorgungssystem für das System
• Softwareentwicklung nach HSHL Standard in SVN

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Eingabe:

• Helligkeitssensor: Helligkeitsaufnahme
• Touch-Sensor: Manuelle Ansteuerung der Tür und der Lampe
• Ultraschallsensor: Regelung der Türgeschwindigkeit

Mikrocontroller: Systemsteuereinheit

Ausgabe:

• UV-Lampe: Erzeugt künstliches Tageslicht im Stall
• Türsteuerung: Ein Motor öffnet oder schließt die Tür

Abb.1: Funktionaler Entwurf

Literatur

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