🇩🇪 · Port39 - Hackerspace Stralsund · admin
„Unser Space soll schöner werden“ war das Motto, um Ideen zur Gestaltung des Space einreichen zu können. Natürlich würden ein paar Zimmerpflanzen die Räumlichkeiten aufwerten und nebenbei noch die Luft reinigen. Doch wie schaut es mit der regelmäßigen Versorgung der Pflanzen mit Wasser aus? Finden sich Personen, die daran denken, sie regelmäßig zu gießen? Künstliches Grünzeug war keine Option. Es musste eine Lösung her, die die neuen Mitbewohner zuverlässig versorgt. Wir sind ja Nerds und haben Spaß daran, Probleme mit Technik zu lösen: Also muss ein automatisches Bewässerungssystem her! Als Pflanzen sollten zwei Grünlilien (Chlorophytum comosum) herhalten, da sie laut Wikipedia sehr anspruchslos sind – also ideale Testobjekte! Da wir im Hackspace bereits Home Assistant als Smart-Home Automatisierung im Einsatz haben, in dem ebenfalls bereits ein Zigbee Gateway konfiguriert ist, haben wir das als Grundlage genommen. Das Projekt haben wir in vier unabhängige Module aufgeteilt: Die Pflanzenampel : Durch sie können die Pflanzen an die Wand gehängt werden. Die Feuchtigkeitsmessung : prüfen regelmäßig wie feucht der Boden im Pflanztopf ist Der Wassertank : Hieraus werden die Pflanzen mit Wasser versorgt. Die Bewässerung : pumpt aus dem Tank Wasser über Schläuche zu den Pflanzen Pflanzenampel Hierfür haben wir zum kommerziellen Model „The Rail v2“ gegriffen. Die Übertöpfe und Halterungen haben wir auf dem 3D Drucker aus PETG gedruckt. Die eigentliche Aufhängung übernimmt ein runder Holzstab aus dem Baummarkt. Zwei Löcher und Dübel in die Wand und die Grundlage hängt. Feuchtigkeitssensoren Je Pflanztopf wird die Feuchtigkeit mit einem eigenen Sensor gemessen. Diese werden jeweils mit zwei AAA-Akkus bestückt und dann in den Topf gesteckt. Per Zigbee senden sie regelmäßig ihre Bodenfeuchtigkeit ans Home Assistant. Wassertank Als Wassertank hält ein 20 Liter Kanister aus Plastik her. Den Deckel haben wir entfernt und eine Halterung gedruckt, auf der wir die restliche Technik drauf schrauben können. Wir haben einen Trichter integriert, über den Wasser bei Bedarf leicht nachgefüllt werden kann. Für den Wasserstandsensor haben wir den Ultraschallsensor an den WeMos D1 Mini gelötet und das Board mit einer ESP-Home Konfiguration bespielt (findet ihr in unserem Git-Repo). Durch ESP-Home ist es sehr einfach den Wasserstands-Wert ins Home Assistant zu bekommen. Bewässerung Die Pumpen werden mit je einem Kanal des Zigbee Relais verbunden. An die Auslassseite der Pumpe wird der Schlauch hin zu den Pflanztöpfen gesteckt. Am Ansaug-Eingang der Pumpe ein kurzes Stück vom Schlauch, was bis an den Boden des Tanks reicht. Damit dieses nicht auf dem Wasser treibt, haben wir mittels Heißklebepistole eine M10 Mutter ans Ende geklebt. So wird sichergestellt, dass der Wassertank optimal entleert werden kann. Alle Sensordaten laufen im Home Assistant zusammen und werden dort ausgewertet. Eine Automatisierung soll einmal pro Tag prüfen, ob der Boden zu trocken ist (Bodenfeuchte < 50%). Ist dies der Fall, wird die jeweilige Pumpe für eine gewisse Zeit anschaltet. Die Zeit ist abhängig von der Leistung der Pumpe, dem Höhenunterschied und der Länge des Schlauches zwischen Pumpe und Auslass. Wir haben hier ein paar Versuche durchgeführt: bei uns läuft der Gießvorgang optimal, wenn wir die Pumpen mit 5V (statt 12V) für 15 Sekunden einschalten. Da das Wasser nach dem Gießen jedes Mal wieder komplett zurück in den Wassertank fließt und somit bei jedem Bewässerungsvorgang erst wieder zum Auslass gepumpt werden müsste, haben wir die Schläuche nahe dem Topf unterbrochen und dort jeweils ein Rückschlagventil eingefügt. So kann erreicht werden, dass das Wasser sofort nach dem Einschalten der Pumpe in den Pflanztopf fließt und nach dem Abschalten nicht wieder zurück in den Wassertank. Folgende Komponenten wurden besorgt: ein 4-Kanal Zigbee Relay Netzteil für das Zigbee Relay (Gleichstrom, 5V, Micro USB oder USB-C Ausgang) zwei 12V Aquarienpumpen Netzteile für die Pumpen (Gleichstrom, Spannung dynamisch einstellbar) 5m langer PVC-Schlauch mit 6mm Durchmesser zwei Rückschlagventile, die auf den PVC-Schlauch passen zwei Zigbee Bodenfeuchtesensoren (mit jeweils zwei AAA-Akkus) WeMos D1 Mini (mit USB-C Eingang) Widerstände: 1 kΩ und 2,2 kΩ Netzteil 5V mit USB-C Ultraschallsensor (HC-SR04) 20 Liter Wassertank aus Plastik Links: ESPHome Konfiguration und Schaltpläne in unserem Git Repository MicroDrip Nozzle (3D Druck) Pflanzenampel „The Rail v2“ (3D Druck)
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