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Übersicht über die Anlage

Schemazeichnung Wasserfluss

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Beschreibung der einzelnen Komponenten und ihrer Funktion

Das Wasser soll aus der Tonne zu den Pflanzen. Hierfür durchströmt es zunächst einenen Wasserfilter vor der Pumpe, um auch diese vor Verunreinigungen zu bewahren. Leider enthält das Wasser aus der Regentonne durch Zersetzungsprozesse genügend Nährstoffe, um zusammen mit Licht das Algenwachstum im Filter anzukurbeln, sodass am Ende der Gießsaison meist alle Komponenten gereinigt werden müssen. Eine Lösung kann sein, den Filter lichtdicht wegzusperren.

Die Pumpe wird mit 12V betrieben und besitzt einen Druckschalter, der bei einem Druck auf der Ausgangsseite von ca. 2,5 bar die Pumpe aus- und bei ca. 1,7 bar wieder einschaltet. Erste Versuche den Pumpendruck mit einer PWM zu steuern, scheiterten. Es gab zu viele Störungen auf den Versorgungsleitungen, so dass der Raspberry-Pi manchmal seine Tätigkeit einfach stoppte.

Die darauf folgenden Komponenten – Absperrventil, Rücklaufsicherung, Druckausgleichsgefäß, Druckminderer – sind genau dem zuvor geschilderten Umstand, einen konstanten Ausgangsdruck in jedem einzelnen Gießstrang zu erreichen, geschuldet. Die Pumpe füllt das Druckausgleichsgefäß bis zu einem Druck von 2,5 bar. Der Druckminderer gibt das Wasser Ausgangsseitig mit 1,5 bar ab. Damit das Wasser mit dem Druck aus dem Druckspeicher nicht durch die Pumpe hindurch zurück in die Tonne gedrückt wird, sorgt das Rücklaufventil. Der Absperrhahn dient lediglich dazu, das System auftrennen zu können, ohne hinterher Wasserfilter und Pumpe entlüften zu müssen.

Die Messtelle für den Fluss ist ein Flügelrad mit einem Magneten und einem HAL-Sensor . Dieser liefert Impulse, je mehr, desto mehr Wasser fließt. Dies wird später in der Software erfasst und kann unter anderem dazu dienen, entweder den Pflanzen eine bestimmte Wassermenge zukommen zu lassen, oder festzustellen, ob überhaupt Wasser fließt. Mit diesen Informationen kann man dann gegebenenfalls jemanden Informationen über die Bedürfnisse der Gießanlage zukommmen zu lassen.

Das letzte Glied in der Kette sind die Magnetventile, die die einzelnen Kreisläufe freischalten. Sie werden elektrisch geöffnet und sind selbstschließend.

Schemazeichnung elektrische Signalsteuerung

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Beschreibung der einzelnen Komponenten und ihre Funktion

Am Raspberry Pi werden einzelne GPIO-Pins zur Steuerung der Ventile verwendet. Das Pinout unterscheidet sich jedoch bei den einzelnen Raspberry Pi-Versionen, sodass hier immer ein Blick auf die Modellbezeichnung gut tut. In diesem Beispiel wird die Revision 2 des Raspberry Pi Modell B verwendet.

Der IC ULN2803 dient als Verstärker und Pegelanpasser. Die darauf folgende Relaiskarte [1] der Fa. SaintSmart benötigt leider 5V, der Raspberry Pi liefert hingegen nur 3,3V. Mit diesen Komponenten ist man nun fähig sowohl die Ventile als auch die Pumpe zu schalten. Beide werden mit 12V versorgt und geschaltet.

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  • [1] z.B. SainSmart 8-Kanäle RelaisModul Brett 5V Für Arduino PIC AVR MCU DSP Relay Module (ca. 15 €)