Arduino Gewächshaussteuerung

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tesacrep
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#1
13.03.2014, 09:32

Das "Fundament"
Seit einigen Tagen steht in meinem Zimmer ein kleines Anzuchtgewächshaus, da ich allerdings alles andere als einen grünen Daumen habe, gehen mir die Pflanzen regelmäßig ein. Also warum nicht mit einem Arduino Nano Steuern? Aktuell habe ich in dem Gewächshaus eine Lampe in form einer 12V LED für die Beleuchtung verbaut, es sollen allerdings drei werden. Außerdem noch einen Lüfter der aber nur die Innenluft zirkulieren lässt und dafür sorgt das auch durch die keinen Öfnungen genügtend Luftaustausch stattfindet. Dieser wird erst später wichtig, weil beheizen will ich das Gewächshaus mit einer Heizfolie und diese klebt an einer Außenseite des Gewächshauses, also nicht der beste Ort. Außerdem gibt es eine eine automatische Bewässerungsanlage und ein Display, welches zwar aktuell schon oben auf sitzt, aber noch nicht richtig verkabelt ist.
Apropos: Zur Temperatur Messung verwende ich einen DHT11 Sensor
Später soll dann ein 1602 Display verwendet werden, um alle Daten anzuzeigen, wie Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Außenhelligkeit, Modus, Heizung AN/AUS.

Zum Display:
Weil das ja nicht auf ein Display passt, werde ich entweder ein Wechselschalter verbauen, oder das Display ändert sich dauerhaft von selbst. Hierbei ist mir noch wichtig wenn das Gewächshaus in den Nachtmodus wechselt, dass die Beleuchtung vom Display auch aus geht.
Außerdem denke ich darüber nach einen Tageszähler zu verbauen, also wie viele Stunden heute Tag im Gewächshaus waren.

Bild:
[Bild: attachment.php?aid=103]


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(Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 14.01.2019, 19:09 von tesacrep.)
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Unilein
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#2
30.04.2014, 13:49

Hallo,

ich finde die Idee super. Aktuell arbeite ich an einem ganz ähnlichen Projekt, allerdings für ein Gewächshaus, welches begehbar ist :-)

Primär geht es mir dabei um die Bewässerung (erster Schritt). Parallel entwickele ich jedoch gerade eine Idee hinsichtlich Belüftung, Bewässerung, Feuchtigkeit, Wetter.... usw.

Vielleicht ist es sinnvoll, die Themen mal zu erörtern.

Beste Grüße
Uni
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tesacrep
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#3
30.04.2014, 23:47

Hast recht,

In diesem sinne ein Paar Details:

Ich verwende das Bewässerungssystem von Gardena und die Boden feuchte soll mit einem Analogen Sensor ausgelesen werden.

[Bild: attachment.php?aid=104]
[Bild: attachment.php?aid=105]
Apropos, mein Wasser kommt nicht aus dem Schlauch sondern hat eine eigene Pumpe was mir noch Kopfschmerzen bereitet weil es nicht leicht war eine Billige leistungsstarke Pumpe zu finden, habe aber eine gefunden, die trotz ihrer Größe Scheins mehr als 5A zieht.
[Bild: attachment.php?aid=106]

Habe mir auch ewig überlegt ein "großes" Gewächshaus zu steuern, stehe aber nicht gerne beim Basteln und habe lieber alles nahe dem Schreibtisch. (Auch als nicht unwesentlicher punkt waren mir die kosten der Bauteile)

Ein paar Herausforderungen bietet dein Projekt, und ich würde auf jeden Fall zum Mega greifen, weil du sicherlich verschieden Bete steuern willst und wohl viele Sensoren brauchst.

Aktuell haben meine Projekte ein wenig zwecks Urlaub gestanden, gehen jetzt aber wieder voran und für morgen ist das Gewächshaus geplant Big Grin.

Ach zum Display kann ich nur den Rat geben auf ein großes zurückzugreifen weil meins wechselt durch und bis man alle Daten hat dauert das ein wenig.

Leider hast du mit deinem Projekt wohl andere Herausforderungen als ich, aber ich würde mich freuen wenn du mal ein paar Bilder posten könntest so das ich mir das ganze besser vorstellen kann.

Hier noch ein Bild vom Netzteil:
[Bild: attachment.php?aid=107]

Mfg, tesacrep


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Unilein
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#4
01.05.2014, 11:05

Ich verwende exakt dasselbe Pumpenmodell:

[Bild: 2119rh2.jpg]

Motor: RS-360SH
Spannung: 7,2 Volt (Nennspannung)
Stromaufnahme: Bis 5 Ampere
Förderleistung: ca 1,5 Liter pro Minute
Kostet: unter 3 Euro

Es ist tatsächlich so, dass der Motor bei 7,2V Nennspannung bis zu 5 Ampere Strom zieht. Das ist ganz ordentlich und auch nicht ganz leicht bereit zu stellen. Da ich ja ein ganzes (begehbares) Gewächshaus bewässern will und dieses nicht neben einer Steckdose steht, ist das natürlich eine kleine Herausforderung.

Aktuell werde ich das mit einem kleinen 12V Bleigel-Akku, einem Laderegler und einem 12 Volt Solarpanel lösen. Ich habe da schon ein paar Dinge probiert.

Für die Bewässerung verwende ich ebenfalls das Gardena-System. Auf dem Bild zu erkennen ist ein Bewässerungsschlauch unterbrochen durch T-Stücke mit aufgesetzten Gardena Micro-Drip Nebeldüsen.

Parallel zu der reinen Bewässerungstechnik entwickele ich den elektronischen Teil. Das geschieht erstmal auf einem Steckbrett. Mein Plan ist die Messung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bodenfeuchtigkeit und ggf. Luftdruck um mit diesen Daten dann Belüftung und Bewässerung zu steuern.

Ich verwende übrigens lediglich in der Prototypingphase einen Arduino. Wenn ich die Schaltung im Griff habe, wechsele ich auf einen "nackten" AtMega. Ein AtMega328 sollte genügen. Je nach komplexität wird dieser trotzdem mit Arduino programmiert oder alternativ in C oder Assembler.

Hier noch ein Blick auf den aktuellen Stand der Prototypenentwicklung:
(Steckbrett, Atmega328, 4-Zeilen Display, 3 Volt Spannungsregler und jede Menge Kabel Big Grin)

[Bild: attachment.php?aid=108]


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(Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 01.05.2014, 16:09 von Unilein.)
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tesacrep
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#5
01.05.2014, 13:58

Haha, hätte nicht gedacht das wir so ähnliche dinge verwenden.
Die Pumpe war in der tat sehr billig, aber das passt mir sehr gut den ich verwende sie nicht bei 7.2V sondern gleich bei 12V um auf die Leitung für die Sprühköpfe mehr druck zu bekommen, dafür läuft die Pumpe max 10 mal am Tag.

Habe eben gesehen das du das Display "Manuel" und nicht über I2C verbindest, denn das würde nochmals Pins Sparen.
[Bild: attachment.php?aid=109]
Bei mir ist das ganze auch eher noch ein Prototyping, aber ich verwende den Arduino Micro den man ja eh auf ein Steckbrett steckt. Was du wahrscheinlich auf jeden Fall verbauen willst, ist eine Uhr, die fehlt nämlich bei mir und ist für manche Reglungen wie zum beispiel Wasser nur Morgens/Abends. Es scheint als könnte dein Plan mit einem Atmega 328 aufgehen, weil wir ja doch verschieden Anforderungen haben wie das ich zb, mein Gewächshaus auch noch heize und Beleuchte, zwei Komponenten die bei dir wohl wegfallen werden.

Die Pumpe lässt sich übrigens super via PWM und einem FETTEN Transistor regeln:
[Bild: attachment.php?aid=110]
Btw: Die bodenfeuchte kann man sicher gut mit zwei Nägeln und einem anlogen Port lesen Big Grin.

Auf ein frohes basteln, tesacrep


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(Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 01.05.2014, 14:00 von tesacrep.)
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#6
01.05.2014, 16:18

Habe gesehen, dass mein Bildchen grottig schlecht war. Das habe ich mal aktualisiert. Sieht jetzt besser aus und man kann auch erkennen, dass der Prototyp schon etwas tut.

Stimmt, das Display steuere ich manuell an. Das Display hatte ich zuvor in einer anderen Anwendung, es waren also schon kabel dran. Da habe ich beschlossen, es so zu verwenden. Passt aber. Der ATMega328 hat genügend Portpins für meine Anwendung.

Ich benötige ja auch nicht so sehr viele Portpins. Es sind für mich im Grunde lediglich Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Bodenfeuchtigkeit relevant. Ich werde einen DHT11 Sensor verwenden. Dieser liefert ja Luftfeuchtigkeit und Temperatur. und die Bodenfeuchtigkeit messe ich mit "zwei nägeln" und wie von Dir vorgeschlagen mit PWM.

Ich plane noch eine Belüftung fürs Gewächshaus, wenn die Temperatur gewisse Werte überschreitet. Allerdings habe ich schon heute Fenster am Gewächshaus, die automatisch öffnen und schliessen.

Ich betreibe die Pumpe übrigens auch mit 12 Volt. Geht ohne probleme und gibt mehr Druck. Die Nebeldüsen brauchen ja entsprechenden Druck.
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tesacrep
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#7
01.05.2014, 21:26

Das sieht dich schon mal sehr vielversprechend aus, aber hast du auch bedacht das verschiedene Pflanzen verschiedene Bedürfnisse haben? Ich glaube kaum das eine Pumpe reicht. Wenn schon elektrische öffner vorhanden sind sollte es kein Problem sein diese auf Arduino (notfals mit servo am Schalter) umzurüsten. Ich selbst will jetzt die grünen klappen oben noch auf Auto auf umbauen, außerdem will ich zusätzlich noch einen UV Sensor verbauen, um eventuell mit UV LEDs nachzurüsten.

Auch ist nicht zu verachten das man vielleicht noch ein paar schalter verbauen will, und einen 2. DHT um auch die Außentemperatur zu kennen.

Auch ist die frage ob nicht lieber auf den wesentlich aber teureren DHT 21 zurückgreifen möchtest? Mad

Apropos, das mit Nägeln nicht mit PWM sondern am analogen.

Mfg, tesacrep
(Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 01.05.2014, 21:27 von tesacrep.)
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#8
03.05.2014, 10:16

Welchen Transistor verwendest du, um die Pumoe zu schalten?
Auf dem Bild kann ich es nicht erkennen.

Ich wäre ja geneigt, ein Relais einzusetzen, aber ein Transistor wäre schicker.
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tesacrep
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#9
03.05.2014, 13:50

An Relais habe ich am Anfang auch gedacht, habe aber meine Schaltung immer wieder mit LEDs getestet, und sie somit auf HIGH und nicht auf LOW was man ja für ein Relais braucht.

Für die Pumpe verwende ich ein TIP 122 (Der wurde bist jetzt nicht warm)
Aber wenn du auf Nummer sicher gehen willst kauf einfach den TIP 3055.
Mit dem schalte ich meine Heizung.

Btw: Vergiss nicht einen Vorwiderstand zu verwenden, sonst ist der Atmega schnell kaputt.

Mfg, tesacrep
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#10
03.05.2014, 21:08

Mir gefällt der TIP 122 besser. Ich habe gleich mal 10 Stück geordert. Die sollten in Kürze eintreffen.

Zur Not hätte ich allerdings auch 2N3055 im TO-3-Gehäuse da.

Der Vorwiderstand für TIP122 müsste so 1KOhm sein, wenn ich das richtig sehe. Welchen hast Du eingesetzt?

Hast Du Dein Board mit Arduino programmiert oder machst Du das "Systemnah" mit Assembler. Ich hätte Lust, den ATMega in Assembler zu programmieren. Da wäre mit Sicherheit eine ausgefeiltere Steuerung möglich. Speziell die Interrruptsteuerung ist so sicher besser möglich.

Bequemer geht es sicher mit Arduino und ich muss mir keine Gedanken machen, wie die Sensoren abzufragen sind.
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