Eine automatische Bewässerung im Garten ist nicht nur praktisch, sondern auch sinnvoll. Denn sie ermöglicht eine gleichmäßige Bewässerung der Pflanzen, die notwendig ist, um ein gesundes Wachstum zu fördern. Zudem spart sie Zeit und Mühe, da man nicht ständig manuell gießen muss. Auch können durch eine automatische Bewässerung Wassermengen und Kosten gespart werden.
In diesem Beitrag möchte ich dir gerne zeigen, wie du das Kit von der Firma Cytron Technologies aufbaust und einsetzen kannst. Der Vorteil von diesem Kit ist, dass alles enthalten ist, was du für deine automatische Bewässerung benötigst. Okay, einzig der BBC micro:bit ist nicht enthalten, aber dieser kann ebenso über den Shop erworben werden.
Lieferumfang des Kits zum Aufbau einer automatischen Bewässerung mit einem Mikrocontroller
Das Kit enthält wie erwähnt alles, was du für den Aufbau benötigst, dazu zählt:
- eine Anleitung (auf Englisch),
- ein kapazitiver Bodenfeuchtesensor,
- eine kleine Pumpe mit Schläuchen,
- ein Mikro-Servo Typ 9g mit Anschlusskabel,
- diverse Kleinteile zum Aufbau (Schrauben, Kabelbinder etc.)
Zusätzlich benötigen wir noch ein Gefäß für die Pumpe, hier habe ich mir einmal eine 2-Liter-Flasche aus dem örtlichen Baumarkt mit einem breiten Hals besorgt. Des Weiteren empfehle ich dir noch ein Gehäuse für die Schaltung, hier reicht auch schon eine Brotdose welche du im Sonderposten Markt wie Thomas Philips, Zimmermann oder auch bei Kik, T€di etc. finden kannst.
Benötigtes Werkzeug für den Aufbau
In dem Kit ist bereits ein kleiner Schraubendreher enthalten, zusätzlich benötigst du noch:
- einen Seitenschneider,
- eine Bohrmaschine, inkl. 14er Bohrer
Aufbau der automatischen Bewässerung mit dem BBC micro:bit
Der Aufbau mit einem Kit wie dem von Cytronic ist recht einfach, denn du hast nun alles für deine automatische Bewässerung da und musst dir theoretische keine Sorgen darum machen, wie diese Komponenten zusammenarbeiten müssen.
Das Herzstück der Schaltung ist die Hauptplatine mit der Bezeichnung „REKA:BIT“ auf welche wir die einzelnen Komponenten anschließen werden.
Schritt 1 – Anschluss des kapazitiven Bodenfeuchtesensors
Als erstes schließen wir den Bodenfeuchtesensor an den Pin an den Pin P2:P12 am REKA:BIT Board an.
Aufbau des kapazitiven Bodenfeuchesensors
Der Bodenfeuchtesensor von Cytronic verfügt über drei LEDs, welche den aktuellen Zustand anzeigen.
- DRY – trocken,
- MOIST – feucht,
- WET – nass
Schritt 2 – Anschluss des Servomotors
Bevor der Servomotor an das Board angeschlossen wird, muss dieser mit zwei doppelseitigen Klebepunkte an ebenso zwei Holzspicker verbunden werden.
Wenn dieses geschehen ist, dann wird der Servo mit der Verlängerung (war bei mir bereits angeschlossen) an das REKA:BIT Board an den Pin S1 angeschlossen. Beim Anschluss der Verlängerung musst du ebenso Acht geben, dass du beim Einstecken auch Schwarz mit Braun, Rot mit Rot und Gelb mit Weiß verbindest.
Schritt 3 – Anschluss der Pumpe an das REKA:BIT Board
Die kleine Pumpe hat zwei Adern, eine Rote und eine Schwarze.
Diese beiden werden wie folgt mit dem Board verbunden:
- Rot – M2A
- Schwarz – M2B
Zum Abschluss wird dann der Schlauch mit der Pumpe verbunden. Dieser sitzt sehr stramm auf der Öffnung, daher muss man ziemlich stark drücken. Es kann auch helfen, wenn man den Schlauch bei Draufdrücken etwas hin und her dreht.
Wichtig
Laut Anleitung würdest du noch das andere Ende des Schlauches mit dem Ruderhorn am Servomotor verbinden, das machen wir jedoch zunächst NICHT. Der Hintergrund ist dabei, dass wir zunächst den Servomotor ausrichten müssen. Das machen wir mit einem kleinen Programm, welcher ich dir in dem Abschnitt zur Programmierung zeigen werde.
Varianten des BBC micro:bit
Es gibt den BBC micro:bit in derzeit zwei Varianten. Zum einen den alten in der Version 1.5 und den neuen mit der Version 2.2. Beide haben jedoch das gleiche Pinout, somit kannst du auch das alte und günstige Model für deine automatische Bewässerung nutzen.
Der neue BBC micro:bit V2.2 hat zusätzlich noch eine Bluetoothschnittstelle und somit kannst du diesen auch aus der Ferne steuern.
Vorsicht beim Wiederverwenden eines BBC micro:bit
Ich verwende die Mikrocontroller in diversen Projekten, daher kann und wird auf dem Mikrocontroller bereits ein Programm laufen welches diverse Pins aktiviert / deaktiviert. Um hier nicht irgendwas zu zerstören, werde ich zunächst ein leeres Programm auf den BBC micro:bit aufspielen und danach mit der eigentlichen Programmierung beginnen.
Hier bekommst du ein leeres Programm als HEX-Datei zum Download.
Einstecken des BBC micro:bit in die REKA:BIT Platine
Den Mikrocontroller steckst du in die Platine so ein, dass die 5×5 LED Matrix nach oben zeigt.
Da die Schneidklemmen sehr stramm sitzen, bedarf es etwas Kraft, aber nur etwas!
Programmieren der automatischen Bewässerung mit MakeCode
Die Programmierung erfolgt in MakeCode von Microsoft welches du in einem beliebigen Browser aufrufen kannst.
Erstellen wir also zunächst ein neues Projekt, indem wir auf die Schaltfläche „Neues Projekt“ (1) klicken. Im neuen Dialog vergeben wir dem Projekt einen Namen (2) und bestätigen dieses mit der Schaltfläche (3).
Erweiterung für das Board REKA:BIT hinzufügen
Bevor wir die Schnittstellen des REKA:BIT Boards aus MakeCode heraus ansteuern können, müssen wir die Erweiterung REKA:BIT hinzufügen.
Dazu klicken wir zunächst auf den Eintrag „Erweiterungen“ (1), um danach nach „REKA:BIT“ (2) zu suchen. In den Suchergebnissen wählen wir den Eintrag „reka:bit“ (3) aus. Wenn die Einrichtung abgeschlossen ist, dann solltest du nun einen neuen Menüpunkt „REKA:BIT“ (4) mit zusätzlichen Elementen finden.
Damit haben wir jetzt Zugriff auf die Schnittstellen und können die Pumpe, den kapazitiven Bodenfeuchtesensor und den Servomotor ansteuern bzw. auslesen.
Wichtig
Wenn du dein Programm, also die HEX-Datei auf den BBC micro:bit überspielst, dann darf das REKA:BIT Board nicht aktiv sein. Das heißt, du muss den Schalter oben links auf die Stellung OFF (oben) setzen. Wenn der Upload erfolgt ist, dann kannst du das Board wieder aktivieren (Stellung ON / unten).
Schritt 1 – Ausrichten des Servomotors
Zunächst beenden wir den Aufbau und richten den Servomotor aus, um dann den Schlauch anzuschließen. In meinem Fall waren die Winkel
Hier jedoch der Code als HEX-Datei zum Download. Diesen kannst du wieder per Drag’n Drop auf das Laufwerk deines BBC micro:bit ziehen.
Schritt 2 – Funktion für die Bewegung des Servomotors
Der Servomotor kann einen Winkel zwischen 0 und 90 Grad anfahren, dafür benötigt dieser eine Zeit X. In meinem Fall möchte ich das, dass Wasser um die Pflanze verteilt wird, daher steuere ich den 90° Winkel in drei Schritten, mit jeweils 0,5 Sekunden Pause an.
Da der Code in MakeCode immer sehr lang wird, lagere ich diese Funktion aus.
Schritt 3 – Auslesen des Bodenfeuchtesensors
Den Bodenfeuchtesensor haben wir an den Pin P2 angeschlossen, zunächst wollen wir den Wert auf Knopfdruck auslesen und auf der 5×5 LED Matrix anzeigen.
Den Bodenfeuchtesensor habe ich zunächst in ein Glas Wasser gestellt, dieses sorgt für die Anzeige der Grenzen (minimal & maximal).
Der maximale Wert für den Bodenfeuchtesensor liegt in meinem Fall bei 648 und der minimale Wert bei 480. Wobei der kleinste Wert von 480 ermittelt wurde, wo der Bodenfeuchtesensor im Glas Wasser stand und 648, wo dieser trocken war. Unsere Pflanze möchten wir natürlich gar nicht erst an die Grenze bringen und daher wähle ich im Code den Wert von 550.
Schritt 4 – Bewässerung starten bei trockenem Boden
Die beiden ermittelten Grenzen wollen wir nun nutzen, um die Pumpe zu aktivieren bzw. zu deaktivieren.
Wenn du den BBC micro:bit in der Version 2.20 verwendest, dann kannst du auch zusätzlich noch einen Ton über den Piezo Buzzer ausgeben, wenn die Bewässerung gestartet wird.
Finales Programm
Mit dem letzten Schritt haben wir jetzt das Projekt abgeschlossen und unsere automatische Bewässerung fertiggestellt.
Hier nun das fertige Programm zum download.
Fazit
Der Aufbau des Kits ist sehr einfach und es ist alles dabei, was man für den Aufbau einer automatischen Bewässerung benötigt.
Leider musste ich feststellen, dass die Wasserpumpe das Gefäß leer saugt. Hier werde ich mir eine andere Lösung mit einem Relais und einer kleinen Solarpumpe einfallen lassen, damit dieses nicht geschieht.
Auch musste ich den Schlauch kürzen, damit die Pumpe es überhaupt schafft das Wasser so weit zu fördern.
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