Ziel:
Auf Grundlage eines Microcontrollers sollte eine Bewässerungsanlage realisiert werden. Diese soll neben einer Temperatur-, Füllstands- und Feuchtigkeitsmessung auch eine Android App besitzen, die alle relevanten Daten anzeigt.
Aufgaben:
- Auswahl der Sensoren
- Erstellen des Schaltplans
- Software der Sensorauswertung
- Erstellen eines Gehäuses
- Erstellen einer Android App
Auswahl der Sensoren
Zur Messung der Feuchtigkeit wurde sich für einen kapazitives Hydrometer entschieden.
Um den Füllstand zu messen wird eine Ultraschall-Füllstandmessung eingesetzt, da diese eine Berührungslose Messung ermöglicht.
Um eine einfache Temperaturmessung zu ermöglichen wurde sich für einen digitalen Halbleiter-Temperatursensor (DS18B20) entschieden. Dieser Sensor verfügt über eine One-Wire Schnittstelle, die es ermöglicht die Stromversorgung und Serielle Datenübertragung über eine Leitung zu realisieren.
Erstellen des Schaltplans
Die Schaltung wird mittels einer Lochrasterplatine realisiert. Hier können die Bauteile einfach aufgelötet und die Leiterbahnen mit Lötzinn gezogen bzw. fliegend verratet werden. Hierdurch lies sich für den ersten Prototypen, die kosten und die Herstellzeit einer eigens designten Platine einsparen.
Software der Sensorauswertung
Für die Auswertung der Sensoren und die Ansteuerung der Pumpe wurde ein Programm mit der Arduino-Bibliothek erstellt und die Ausgabe der Daten via Bluetooth integriert werden.
Erstellen eines Gehäuses
Um die Elektronik vor äußerlichen Einflüssen zu schützen wurde zunächst ein 3D-Model eines Gehäuses erstellt. Anschließend wurde es an die Elektronik angepasst und mittels eines 3D-Druckers gedruckt.
Erstellen einer Android App
Um ein mobiles abrufen der Daten zu ermöglichen wurde eine Android App entwickelt. Hierfür wurde das Entwicklungstool „Android Studios“ verwendet, hiermit konnte auch die Benutzeroberfläche einfach erstellt werden.
Die Datenübertragung sollte zunächst mittels „Bluetooth Low Energie“ (BLE) realisiert werden. Jedoch wurde auf die einfacher zu realisierende klassische Bluetooth Variante zurückgegriffen.
Verwendete elektrische Bauteile
- Mikrocontroller Esp23
- Temperatursensor D18B20
- Feuchtigkeitssensor von Homengineer
- Ultraschallsensor HC-SR04
- Spannungswandler-Schaltung mittels MOSFET BS170
- Motordriver L293D
- Schlauchpumpe von adafruit
- RGB-LEDs