Dr. Greenthumb – Automatische Pflanzenbewässerung

  • Berufsfeld:

    Elektronik, IT

  • Berufe

    z.B. IT-Systemelektroniker, Fachinformatiker für Anwendungsentwicklung

Worum ging’s?

Wir haben eine automatische Pflanzenbewässerung gebaut. Die Anlage bewässert die Pflanzen und zwar nur dann, wenn die Erde zu trocken wird. Sie besteht aus einem Arduino Mikrocontroller, einem kapazitivem Feuchtigkeitssensor, einem Relais und einer kleinen Pumpe. Wenn der Messwert einen bestimmten Wert unterschreitet, springt die Pumpe an. Wir mussten den Mikrocontroller zusammen löten und mit den anderen Bauteilen verbinden. Außerdem haben wir das Programm für den Arduino geschrieben. Dazu die Hülle mit dem CAD Programm zu designen und mit dem 3D Drucker zu drucken sind wir leider nicht mehr gekommen, weil die Zeit zu knapp war.

Bild 1: Flussdiagramm

Wie sind wir vorgegangen?

Zunächst mussten wir den Mikrocontroller zusammen löten. Das war eine sehr knifflige Aufgabe, da die Teile sehr klein sind und man sehr genau aufpassen muss, dass man nicht versehentlich Pins mit Lötzinn verbindet.

Dann haben wir uns überlegt wie das Programm für die Bewässerungsanlage aussehen müsste. Dafür haben wir zunächst  ein Flussdiagramm an einem Flipchart erstellt. (siehe Bild 1) Das haben wir dann später mit dem Programm UMLET digital erstellt und verfeinert.

Dann haben wir den Feuchtigkeitssensor an den Mikrocontroller angeschlossen und getestet, wie er funktioniert. (siehe Bild 2) Dafür haben wir ihn in ein Glas mit Wasser gehalten und geschaut wie die Messwerte reagieren, die vom Arduino ausgegeben werden. Anstelle der Pumpe haben wir eine LED angeschlossen, die leuchtet, wenn der Messwert zu niedrig war. Hier mussten wir auch schon die Programmierung für den Arduino (siehe Bild 3) in die Arduino IDE eingeben. Schließlich mussten wir die Pumpe einbauen und diese mit dem Arduino ansteuern.

Es gab einige Probleme im Laufe des Projekts, die wir lösen mussten:

Problem: Wenn die Pflanze tiefer stand als der Wassereimer entsteht nachdem die Pumpe gelaufen ist ein Sog und das Wasser hört nicht mehr auf zu laufen.

Lösung: Wir haben über ein T-Stück ein Ventil in den Schlauch eingebaut, so dass Luft in den Schlauch gezogen werden kann und der Sog unterbrochen wird.

Problem: Einzelne Ausreißer bei den Messwerten führen dazu, dass die Pumpe anspringt, obwohl die Erde gar nicht zu trocken ist.

Lösung: Wir haben die Messwerte in der Programmierung gemittelt und so vermieden, dass Ausreißer sofort zu einem “Fehlalarm” führen.

Was haben wir für unsere Berufsorientierung gelernt?

“Das Löten erfordert sehr viel Feinmotorik. Das war nichts für mich. Das Programmieren hat viel Spaß gemacht.”

“Für mich wäre das nichts den ganzen Tag vor dem PC sitzen. Ich will lieber etwas handwerkliches machen in der Werkstatt. Am liebsten mit Schweißen.”

Bild 2: Schaltplan Feuchtigkeitssensor

Bild 3: Arduino nano