Hallo Ihr alle,
ich bin, seid einigen Wochen, mit der Planung und Versuchen zum Bau eines Gießautomaten für Blumentöpfe beschäftigt. Leider kann ich noch kein fertiges Gerät präsentieren, aber auf einem Steckboard habe ich bereits eine funktionstüchtige Schaltung realisiert, welche mit einer LED anzeigt wenn der Topf zu trocken ist.


Zum Thema Pumpe:

Für die Bewässerung habe ich 12V Tauchpumpen bei Conrad gekauft.
TAUCHPUMPE TYP 04; Conrad-Artikel-Nr.: 539090; Preis ab 11,66 EUR

Wenns noch etwas billiger sein soll geht auch:
TAUCHPUMPE TYP 03; Conrad-Artikel-Nr.: 539082; Preis ab 9,86 EUR

Bei mir ist die Förderhöhe wichtig, da ich auch Blumentöpfe bewässern will die oben im Regal stehen.
(Meine Frau gießt diese meistens nicht mit, weil sie schlecht dran kommt. Daher auch die Idee, diese automatisch zu bewässern.)

Wenn die Förderhöhe nicht so wichtig ist, geht vermutlich auch die
ZIMMERBRUNNENPUMPE "MICRO" Conrad-Artikel-Nr.: 570037 Preis ab 5,95 EUR

Letztere gefiel mir nicht, weil 230V und Wasser eine nicht ganz ungefährliche Kombination ergibt.
Außerdem war die Förderhöhe dieser Pumpe nicht angegeben.

Entschuldigt, dass ich hier soviel Conrad-Werbung mache, aber bei Reichelt hatte ich nichts geeignetes gefunden.


Zum Thema Ventile:

Ich hab mich bei diesen Pumpenpreisen gegen Ventile entschieden.
Soviel billiger wird's mit Ventilen auch nicht. Außerdem hat man einen Haufen potentiell undichter Stellen an den T-Stücken und den Ventilen.

An Servos als Schlauchquetscher hatte ich auch gedacht. Ich hatte überlegt, mit einer Pumpe und drei Servos, acht Töpfe zu bewässern. Der erste Servo sollte links und rechts einen Schlauch haben und je nach Ansteuerung entweder den linken oder den rechten abquetschen. Der zweite Servo sollte nach gleichem Prinzip auf jeder Seite zwei Schläuche haben. Der dritte Servo entsprechend vier Schläuche je Seite.
Vor jedem Servo die Schläuche mit T-Stücken verdoppeln.
Die Schläuche folgendermaßen an den Servos vorbei führen:
Schlauch eins: links-links-links
Schlauch zwei: links-links-rechts
Schlauch drei: links-rechts-links
Schlauch vier: links-rechts-rechts
... den Rest schenk ich mir.
Prinzip ist klar: Je nach Servostellung ist nur ein Schlauch offen.
Wäre vielleicht etwas billiger geworden, aber eben auch 'ne Menge Bastellei.

Jetzt nehme ich eine Pumpe je Schlauch. Nicht billig, aber Schnell gemacht und keine undichten Stellen, da die einzige Verbindungsstelle, zwischen Schlauch und Pumpe, innerhalb des Eimers ist.

Schlauch und Tank:

Als Schlauch will ich diesen dünnen Luftschlauch für diese Blubberdinger im Aquarium nehmen. Der ist zwar kleiner als der Pumpenanschluss, passt aber, wenn man ihn etwas umwickelt, stramm in den Stutzen. Zum Testen hatte ich's mit Klebeband umwickelt. Geht erstmal prima, ist aber noch nicht ganz optimal für den Dauereinsatz. Vielleicht klebe ich die Schläuche auch mit Silikon in den Pumpenanschluss. Wenns an dieser Stelle undicht ist, läufts ja wie gesagt in den Wasserbehälter zurück. Fette Schläuche zu jedem Blumentopf wollte ich auf diese Weise vermeiden.

Der Wassertank wird ein gereinigter Farbeimer vom letzten Renovieren. Der hat einen Deckel wo nur noch Löcher für Kabel und Schläuche reinkommen.

Nur so als Tipp:
Der Tank mit den Pumpen muss natürlich unterhalb der Blumentöpfe stehen, oder zumindest der Wasserstand unterhalb der Schlauchenden am Topf. Sonst gibt's Sumpfpflanzen!


Sensor:

Ich nehme ebenfalls den Widerstand des Topfbodens als Indikator für die Bodenfeuchtigkeit.
Die Elektroden baue ich aus Edelstahl-Gewindestangen M4 welche, mit Hilfe von Muttern und Unterlegscheiben, in ein Stückchen Kunstoff-U-Profil geschraubt sind. Das Kabel wird mit M4-Lötösen unter die Muttern geschraubt. Leider muss ich erstmal verzinkte Muttern und Unterlegscheiben nehmen, da ich noch keine aus Edelstahl in M4 bekommen konnte. Die zwei verschiedenen Metalle, welche leitfähig verbunden sind, können, wenn sie nass werden zu Korrosion führen. Die Verschraubungen liegen aber über der Topferde und wenn man nicht gerade Wasser drüber schüttet geht's wohl. Lötösen aus Edelstahl wird's wohl eh nicht geben. Bei meinen vorangegangenen Tests hatte ich auch verzinkte Schrauben genommen. Korrosion an den Gewinden war nach drei Wochen im Topf nicht zu erkennen. Hab aber gelesen, dass Zink für Pflanzen giftig (,wenn auch als Spurenelement erforderlich,) ist. Außerdem bekam ich keine Schrauben die sowohl lang, als auch dünn waren und bis zum Kopf durchgehendes Gewinde hatten.
Die Gewindestangen kann ich auf die gewünschte Länge absägen, was natürlich bei verzinkten Gewindestangen in die Hose geht, da die Sägestelle nicht verzinkt ist und um so schneller rosten wird. Anfangs wollte ich besonders schlau sein und hab die verzinkten Schrauben galvanisch vergoldet, was leider nur auf den ersten Blick 'ne gute Idee war. Da ich in den Gewinderillen nicht so gut polieren konnte, wars dort nicht optimal sauber und es hat sich dort zu wenig Gold angelagert. Als ich nach wenigen Tagen die Gewinde zu Kontrollzwecken aus dem Topf zog, warn sie in den Rillen total verrostet! Wie gesagt gesagt, bei durchgehend verzinkten Schrauben war nach Wochen im Topf noch kein Rost zu sehen. Aber aus Fehlern kann man lernen und wer nicht weiß wieso die Dinger sofort korrodiert sind, google mal unter dem Stichwort „Opferanode“. Gleiches gilt für verzinkte aber abgesägte Gewindestangen.


Steuerelektronik:

Ein (veralteter) AT90S8515 (Controller) übernimmt die Steuerung des ganzen. Die Pumpen werden über BUZ10 (FET) geschaltet. Dazu noch ein Quarz, ein paar Widerstände, LEDs, Kondensatoren, zwei Taster, ein TL7757 (Reset) und ein L7805 (Spannungsregler).


Funktionsprinzip:

Ein Kondensator ist zwischen +5V und den negativen Analogkomparatoreingang des Controllers geschaltet, welcher mit jeweils einer Elektrode aller Sensoren verbunden ist. Die jeweils andere Elektrode geht zu je einem eigenen IO-Pin. Die IO-Pins haben bei diesem Controllertyp Tristate-Funktionalität. Während einer Messung sind alle mit Sensoren verbundenen IO-Pins, bis auf genau einen, hochohmig geschaltet. Dieser eine kann also mit einem Highpegel den Kondensator entladen, bzw. mit einem Low den Kondensator aufladen. Der positive Eingang vom Analogkomparator liegt mit Hilfe eines Spannungsteilers fest auf +1,55V. Wenn das Programm startet wird der negative Analogkomparatoreingang mal kurz als Ausgang High geschaltet um den Kondensator definiert zu entladen. Jetzt wird der erste Sensorelektroden-Pin auf Low geschaltet der Kondensator läd sich auf und die Spannung fällt. Annähernd Zeitgleich wird der Timer initialisiert und die Timerinterrupts bis zum Auslösen des Analogkomperatorinterrupts gezählt. Das Zählergebnis wird mit einem, für jeden Sensor individuellen Schwellwert, verglichen. Nach dem das Messergebnis feststeht, wird der Pin auf High geschaltet, um den Kondensator wieder durch den gleichen Topf zu entladen was natürlich etwas länger dauert als das aufladen. Der Referenzwert von +1,55V (also 3,45V am Kondensator) entspricht annähernd 69% der Endspannung, also der Zeitkonstanten (Tau = R*C). Man könnte also den absoluten Widerstand berechnen, ist aber nicht erforderlich. Zum Endladen gebe ich dem Kondensator die fünffache Zeit. Das Entladen auf gleichem Wege soll eine Ionenverschiebung, und damit das Anlagern von Ionen an einer Elektrode verhindern bzw. die Ionen wieder zurückschieben.

Der Schwellwert wird programmiert, indem man wartet bis der Topf trocken genug ist um gegossen zu werden und dann, per Tastendruck, den Messwert ins EEPROM schreibt. Man hält dann die Taste gedrückt und die Pumpe schaltet sich ein. Die Zeit die die Taste gedrückt bleibt, um ausreichend Wasser zu liefern, wird ebenfalls mit gespeichert. Man muss also keine absoluten Zahlen eingeben („gieße bei erreichen von 50KOhm 200ml“), sondern man gießt einmal per Tastendruck und der Controller merkt sich den Widerstand, vor dem Gießen, und die Einschaltzeit der Pumpe.


Ich hoffe mit meinen etwas ausführlicheren Ausführungen geeignete Denkanstöße für eigene Projekte geliefert zu haben.