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Bewässerungssystem

Einleitung

Wer in der Stadt wohnt und am Balkon jährlich Gemüse, Kräuter & Co pflanzt, kennt das tägliche - im Hochsommer auch zweimal tägliche - gießen. Mit kleinen Wasserpumpen, einem Einplatinen-Computer und etwas Elektronik kann man sich sein eigenes kleines Bewässerungsystem basteln!

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Planung

Jede gute Arbeit beginnt mit der Planung. Deshalb überleg Dir wo die Pflanzen und der Wasserbehälter platziert werden. Mach Dir eine kleine Skizze und messe die Abstände ab, diese brauchst Du für deine Einkaufsliste.

 

 

 

Einkaufliste

Der Preis einzelner Produkte könnte sich ändern, achtet auf Preisunterschiede bei Amazon / Conrad / Baumarkt / usw. und den hier angegebenen Kosten! Falls dieser zu stark abweicht, sucht ein alternatives Produkt mit den selben Eigenschaften.

 

 

Bezeichnung & Link Kosten (ca.) Beschreibung
Bodenfeuchtigkeitssensor € 8,00
(5 Stk.)

Diese Sensoren messen die Bodenfeuchtigkeit der Blumenerde, das Modul sorgt als Schnittstelle und liefert einen digitalen oder analogen Wert. Die Sensibilität kann durchs Potentiometer (Digital) festgelegt werden.

Analog/Digital-Wandler (MCP3008)
(empfohlen bei Raspberry Pi)
€ 3,00 Mit diesem kleinen Chip kann man bis zu 8 analoge Signale zu digitale Signale umwandeln. Dies liefert einen genaueren Messwert als das Einstellen des Potentiometer und wird bei der Verwendung eines Raspberry Pis empfohlen. Manche Einplatinen-Computer, z.B. Arduino, haben analoge Dateneingänge, dann ist der Chip nicht erforderlich.
Platinenrelais 5V (4 Channel) € 9,00 Die Relais schalten die Stromkreise der Wasserpumpen. Die Platine beinhaltet Widerstände, Transistoren und andere Komponenten und vereinfachen somit das anschließen an den Einplatinencomputer.

Wasserpumpe 5V 0,5m
Tauchpumpe mit max. Förderhöhe: 0,5m

 

Alternative / Beispiel:
Wasserpumpe 5V 2,5m

€ 10,00
(2 Stk.)

Diese Tauchpumpe saugt von unten das Wasser an hat eine max. Förderhöhe von 50cm. Der Wasserbehälter darf also nicht tiefer als 50cm sein und sollte höher als die Pflanzen situiert werden.

Anmerkung: überlegt euch vor dem Kauf der Pumpe(n) wie euer Bewässerungssystem aufgebaut werden soll und wählt auf dieser Basis die Förderhöhe.

Kabel 0,4mm², 20 Meter
(Kabelquerschnitt: 0,25 bis 0,5mm²)
€ 5,30
(20 Meter)
Zur Verkabelung sämtlicher Komponenten.
Anmerkung: ich habe etwa 50m verbraucht
Buchsen- und Stiftleiste (Optional) € 2,00 Für eine saubere, absteckbare Trennung von Außen- und Innenteilen.
Glasklarschlauch PVC ID 8mm (AD 11mm) € 1,30 / Meter Der Innendurchmesser (ID) vom Schlauch ist abhängig vom Anschluss der Wasserpumpe. Der Schlauch muss UV-beständ sein!
Anmerkung: eigentlich sollte ein Kunststoffschlauch mit dem Außendurchmesser (AD) angegeben werden, bei Baumarkt / Amazon / usw. variert das leider. Selber im Baumarkt messen oder gleich mit der Pumpe testen erspart ärger!
Schlauchschellen 8-16mm € 7,30
(10 Stk.)
Schlauchklemmen passend zum Außendurchmesser (AD) vom Schlauch. Man kann zum Fixieren auch einen Draht nehmen.
Wasserbehälter
(z.B.: Farbeimer 12 Liter)
€ 3,50 wasserdichtes Gefäß: Gieskanne, Kübel, etc.

Einplatinencomputer (Raspberry Pi, Arduino, usw.) samt Zubehör, Klein-Elektrokomponenten (Widerstände, LED, usw.), Lötset, Werkzeug, usw.

Meine Gesamtkosten lagen bei € 78,-, da ich einen Raspberry Pi 1 (Modell B, Rev. 2) samt Zubehör schon länger herumliegen hatte. Falls man keinen Raspberry Pi hat, kann man auch zu einem Arduino greifen.

Je nach Umfang der Bewässerungsanlage und den erforderlichen Komponenten können die Kosten von € 50,- bis € 150,- betragen.

 

Raspberry Pi

Da ich einen ungenützten Raspberry Pi - Model B (Rev. 2) samt 16GB Speicherkarte herumliegen hatte, nahm ich diesen für das Bewässerungssystem. Wie in der Einkaufsliste erwähnt, kann man auch einen Arduino verwenden. Dieser Abschnitt ist jedoch nur auf den Raspberry Pi bezogen.

 

Betriebssystem: Raspbian Lite

Als Betriebssystem entschied ich mich für das abgespeckte "Raspbian Jessie Lite" mit einer Größe von 1,5 GB. Die Lite-Version bietet nicht den vollen Umfang, u.a. fehlt die grafische Oberfläche LXDE. Was jedoch leider auch fehlt ist die aktuelle Python - Version 3, nur die Version 2.7 ist am Pi zu finden.

 

Neben der Grundkonfiguration (Sprache, Zeitzone, usw.) installieren wir Python 3:

sudo apt-get install python3
sudo apt-get install python3-dev
sudo apt-get install python3-rpi.gpio

Außerdem benötigen wir für den MCP3008 - Chip (Analog/Digial-Wandler) die SPI-Schnittstelle:

sudo apt-get install git
git clone https://github.com/Gadgetoid/py-spidev
cd py-spidev
sudo python3 setup.py install

Hinweis: Sollte beim Ausführen der setup.py eine Fehlermeldung (Python.h nicht gefunden) kommen, installiere das Paket python3-dev erneut (sudo apt-get install python3-dev) und führe das Setup erneut aus sudo python3 setup.py install

Nun aktivieren wir noch dauerhaft die SPI-Schnittstelle über das Raspi-Konfigurationstool und machen einen Neustart:

sudo raspi-config → Interfacing Options → SPI → Yes/Ja
sudo shutdown -r 0

 

Bevor wir zum Programmcode kommen, werfen wir einen Blick auf die GPIO und Verkabelung. Die Belegung am GPIO ist ausschlaggebend für die PIN-Nummer die wir dann im Code eintragen müssen.

 

GPIO & Verkabelung

Die Belegung der PINs steht natürlich jedem Frei bzw. kann je nach Wahl vom Einplatinencomputer abweichen. Ein Raspberry Pi Modell 2 und 3 haben 40 Pinplätze, statt den 26 Pins am Raspberry Pi Modell 1. Auch wenn die Anzahl der Pins abweichen, sind die Steckplätze ident zwischen den unterschiedlichen Versionen.

 

 

 

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