Bewässerungsanlage - die passende Steuerung

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Von der Systemauswahl zur Steuerung

Die Wahl der Systemkomponenten strahlt natürlich auf den Steuerungsteil aus. Die Pumpe läuft mit 230V~ und die Ventile verlangen nach 24V~. Die Einbindung in FHEM erfordert ebenfalls diverse elektronische Bauteile, die wiederum 5V als Spannungsebene fordern.

Hier möchte ich den Weg zur Stückliste für meine Steuerung kurz darlegen.

Die Steuerung als Herzstück der Bewässerungsanlage

Wie eingangs erwähnt, werden für die Steuerung verschiedene Spannungsebenen benötigt. Somit liegt es auf der Hand, dass die Spannung transformiert werden muss. Mit einem 230V~/24V~ Trafo lassen sich z.B. die Ventile versorgen. Die Integration in FHEM erwies sich allerdings als etwas komplexer.

Einbindung in FHEM

Die Einbindung in FHEM habe ich neutral realisiert. Neutral, d.h. ohne spezielles FHEM-Bewässerungs-Modul, sondern einfach über http requests (HTTPMOD Modul). Dies setzt natürlich voraus, dass die Steuerung irgendwie in mein lokales WLAN integriert werden kann. Natürlich muss die Übertragung auch verschlüsselt erfolgen, denn ein Mindestmaß an Sicherheit soll schon gewährleistet sein.

Ein Microcontroller als Brücke

Als Brücke zu FHEM hat sich die Steuerung über ein Arduino Nano - 5V mit einem WLAN-Modul (z.B. ESP8266 - 3,3V) angeboten. Da ich aber nicht zwei verschiedene Microcontroller mit unterschiedlichen Spannungsebenen verwenden wollte, habe ich mich für ein Pretzelboard entschieden. Das ist quasi ein Arduino Nano mit integriertem WLAN-Modul. Somit musste ich nur 5V als Versorgungsspannung über ein Handynetzteil zur Verfügung stellen. Alles andere wurde intern auf dem Pretzelboard gelöst. Da ein Microcontroller nur geringe Ströme schalten kann, waren zusätzliche Relais nötig, um einerseits die 24V Ventile zu schalten und andererseits parallel dazu die 230V-Pumpe zu bedienen.

Alternativen zu einem Feuchtesensor

Einen passenden Feuchtesensor, der sich über den EnOcean-Funkstandard austauscht oder direkt über das WLAN eingebunden werden kann, habe ich nicht gefunden. Hier war also die Herausforderung, der Steuerung so viel „Intelligenz“ einzuhauchen, dass ein Feuchtesensor nicht notwendig ist. Das heißt, ich musste die analogen Signale meiner Frau: „Heute war es richtig heiß. Wir müssten mal länger gießen“ oder „Heute reicht es, wenn wir nur die Töpfe gießen“, digitalisieren. Wobei mit „wir“ irgendwie immer „ich“ gemeint war. Zurückgegriffen habe ich auf vorhandene Smart Home Parameter, wie z.B. Werte meines EnOcean-Multisensors (Außentemperatur, Regendauer), den Tagesertrag der Photovoltaik-Anlage oder die Füllstandsänderung in der Zisterne, gemessen mit einem Ultraschallsensor. Aus diesen Informationen habe ich mir einen Gießindex gebildet und daraus resultierend das jeweilige Gießprogramm abgeleitet. Einen Feuchtesensor vermisse ich bis heute nicht.

Das Wichtigste zum Schluß

Für den WAF (Women acceptance factor) war es sehr wichtig, dass die Steuerung auch mit ganz normalen Schaltern funktioniert. Eine rein elektronische Lösung - also ein „Männerspielzeug“ - wäre auf wenig Gegenliebe gestoßen. Deshalb musste die Steuerung so konzipiert werden, dass auch dieser Anwendungsfall abgedeckt wird, ohne am Komfort bei der eigentlichen elektronischen Steuerung Abstriche zu machen.


Stückliste für die Steuerung der Gartenbewässerung

Zusammenfassend haben sich diese notwendigen Bauteile ergeben:

230V:

  • Hauptschalter 16A 3-polig Einbauversion, JS3P16A-E - IP65
    (um die gesamte Steuerung über den Winter abzuschalten)
  • Trafo: Comatec TBD203524F5 für DIN-Schienen 230 V AC / 24V AC / 35VA
  • B+G E-Tech Einbau Schuko-Steckdose für Schaltschrank auf Hutschiene
    (für das Handynetzteil)
  • Eine Klemmleiste mit Minihutschiene (für alle Spannungsebenen)

24V:

  • Eltako Schaltrelais, R12-100-24V, AC (um die Pumpe zu schalten)
  • Ein RC-Glied für das Pumpen-Relais (zur Stabilisierung)
  • 4 Wippenschalter eckig IP65, 2x Ein - Aus, sw/sw (zur manuellen Steuerung)
  • Kabel zu den Ventilen 7x1,5 NYM-J
  • Kleine Abzweigdose aus dem Baumarkt (zum Kabelanschluss im Ventilkasten)

5V:

  • Micro-USB Steckernetzteil, 5V, 2A
    (Hinweis: Auf die Höhe des Netzteils achten, damit der Deckel des Steuerungskastens noch zu geht)
  • Pretzelboard
  • Entwicklerboards - Steckbrückenkabel, 20 Pole, m/m, f/f, f/m, 25 (zum testen und programmieren)
  • Eine Leiterplatte für das Pretzelboard
  • Leiterplatten-Stecksockel
  • Kuman Relay Shield Module 8 Kanäle Relais Modul Brett 5V
  • Ultraschall Sensormodul DYP-ME007Y
  • kleine Aluschiene (zur Befestigung des Ultraschallsensors)
  • Kabel zum Ultraschallsensor 2x2x0,8 J-Y(St)Y
  • Abzweigkasten IP66
    (für Anschluss des Ultraschallsensors und Beherbergung der dazugehörigen Platine in der Zisterne)

Nachdem die notwendigen Bauteile festgelegt wurden, musste natürlich noch ein Steuerungskasten gefunden werden, in den alles hineinpasst und der einen entspr. Schutzgrad (IP66) aufweist, damit die Steuerung im Freien (außen an der Hauswand) befestigt werden kann. Hier fiel meine Wahl auf den TK PS 2518-11-m mit metrischer Vorprägung und Schiene von Spelsberg.

Alle Kabel wurden in Panzerschlauch verlegt, damit sie ohne Erdarbeiten notfalls ausgetauscht werden können.


Der Steuerungskasten in Bildern


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