Idee: Pflanzenaufzuchtsroboter - Wie verwirklichen?

[ThomasKopsch]

Hallo,

gleich einmal vorweg: Ich bin ein absoluter Anfänger und kriege gerade mal LEDs und Motoren mit Mikrocontrollern gesteuert. Das was ich hier beschreibe und irgendwann mal bauen möchte, bzw. bauen lassen möchte, kann ich zur Zeit also unmöglich selber machen.

Die Idee ist, dass ein Roboter Pflanzensamen aussät, sie regelmäßig gießt, den Wachstumsablauf jeder Pflanze in Form von Fotos dokumentiert und dem Nutzer Bescheid sagt, wann die Pflanze groß genug ist, um aus der Obhut der Maschine entnommen zu werden.
Der Einfachheiltshalber soll es sich bei den Pflanzen um einfache Kresse handeln, es sollen möglichst viele Pflanzen gezüchtet werden.

So soll das funktionieren:
Grob gesagt, soll der Aufbau des Roboters dem einer CNC-Fräse ähnlich sein: Statt Fräskopf soll sich stattdessen aber dort eine Vorrichtung zum Abgeben von Kressesamen, ein Wasserschlauch, der mit Hilfe einer angeschlossenen Wasserpumpe Tropfenweise Wasser abgeben kann und ein Fotoapperat befinden.
Dort wo bei einer CNC-Fräse das zu bearbeitende Material liegt sollen sich einzelne kleine Quader befinden, in denen die Pflanzen jeweils wachsen sollen: Pro Kressekultur ein Gefäß, das mit feuchter Watte gefüllt ist.
So in etwa der mechanische Aufbau.

Auf den angeschlossenen Computer sollen dann eben die Fotos übertragen werden.


So, das war die Theorie.

Wie sieht es mit der Praxis aus? Lässt sich sowas mit normalen finanziellen Mitteln umsetzen?

Ich weiß, dass viele hier schon eine eigene CNC-Fräse gebastelt haben, warum dann nicht auch sowas?

Was haltet ihr generell davon?
Mich interessieren einfach solche Spielereien.
Ich kann mir gut vorstellen, dass die meisten sagen werden "Kaufe dir einen Topf, Erde Und Kresse und pflanze das von Hand an". =P~

Also: Diese Idee ist durchaus ernst gemeint.

Ich hoffe jemand erbarmt sich, das durchzulesen und mir eine Antwort zu schreiben.

Danke,
Thomas

[T.J.]

Erstmal: Ich find generell jede Idee klasse, weil man was zum basteln und spielen hat. Aber wenn du solche Idee bauen LASSEN willst, wo ist dann der Sinn? Du willst damit nicht wirklich deine Kresse anbauen?

Für möglich halte ich es schon, nur was der Bau einer CNC kostet weiß ich nicht, wenn sie was taugen soll wirds sicher nicht günstig.

[johns]

hallo,

vieleicht eignet sich für dein vorhaben auch ein roboterarm, ala lynxmotion (http://www.lynxmotion.com/Category.aspx?CategoryID=27) bzw eigenbau. wasserschlauch und saatgut dürfte leicht genug sein um von modellbauservos positioniert zu werden. die kamera müsste man dabei aber vmtl seperat montieren (fix).
wie willst du die grösse der pflanzen messen? bilderkennung?
soll ein pc mit eingebunden werden?

aufjedenfall eine lustige idee,
lg

[ThomasKopsch]

Hallo,

Danke für die Antworten.
Den Roboterarm kenne ich. Ich denke nur, dass es einfacher ist, zwei "Schlitten" anzusteuern, als so einen Roboterarm.
Wie ich das Wasser portionieren will, habe ich noch keine Arnung.

Ob ich die Größe der Pflanze überhaupt messen lassen will, weiß ich noch nicht. Das stelle ich mir nämlich sehr kompliziert vor, egal wie man das macht, ob eine Bilderkennung oder mit Lichtschranken.
Und da Kresse ja im Allgemeinen eine ähnliche Wachstumzeit brauchen, dachte ich, dass ich einfach ein bisschen experimentiere, nach wie vielen Tagen, eine Pflanze groß genug ist und fertig.

Ja, ich wollte den PC mit einbinden:
Am besten so, dass der Roboter auch arbeitet, wenn keine Befehle von dem Computer kommen, dass man aber von dem Computer aus auch einige Dinge tun kann, wie z.B. das Sähen einer neuen Pflanze bestimmen, eine Pflanze besonders beobachten lassen, indem besonders häufig Fotos gemacht werden, die optional zu einem kleinen Fil zusammengefügt werden oder ähnliches.

Über noch andere Meinungen würde ich mich freuen,
Thomas

[Lunarman]

Eine sehr lustige idee und sie funzt sogar, mit ein bisschen Geld auf jeden fall, mit Hobbymitteln vermutlich aber auch. In der Autostadt in Wolfsburg gibts so nen riesigen Kasten, wo man einen Rechner hingestellt hat, man kann seinen Namen und seine email-Adresse eintragen. Daraufhin fährt ein Roboter los (CNC mäßig übrigens wirklich) und säht ne kleine Rapspflanze. Per email kriegt man dann später Bilder von seiner Pflanze ^^ ist auf jeden Fall ne ganz lustige Angelegenheit, aber statt CNC mit Gewindestangen würd ich vielleicht das Prinzip eines Schienankrans nehmen, das heißt ein "Stahlträger" (bisschen kleiner ^^) fährt auf einer Schiene und an dem fährt ein kleiner kopf hin und her, dass heißt es funktioniert mit Rädern. Dürfte billiger sein, aber auch etwas schwieriger zu positionieren...

EDIT: Hier gibts Infos, unter Attraktionen und dann Sun Fuel Lab:
http://www.autostadt.de

[T.J.]

immer diese Ökos in dieser Stadt :D

[ThomasKopsch]

Wie würdet ihr mir denn empfehlen an dieses Projekt heranzugehen?

Ist es sinnvoller, wenn ich mich erst mit kleineren Projekten beschäftige und mich dann langsam hocharbeite oder wenn ich gleich mit der Planung davon beginne?
Ich meine, dass es mir natürlich viel mehr Spaß macht an etwas zu arbeiten, das mich interessiert als noch ein paar fahrende Geräte zu basteln, die durch die Gegend fahren.

Meint ihr, dass ich mit meinen Kenntnissen überhaupt weit komme?

Danke nocheinmal,
Thomas

[Lunarman]

Auf jeden Fall ist dies ein HOBBY. Das heißt, wenn du keinen Spaß daran hast, fahrende Geräte zu bauen (lol), dann baust du keine fahrenden geräte. Ich würde dir schlicht und ergreifend empfehlen anzufangen zu planen, Motoren und LEDs hast ja mit µCs schon angesteuert, das heißt du weißt schon wie man einen programmiert. Damit ist der wichtigste Grudnstein gesetzt, jetzt brauchts noch Mechanik und weitere Elektronikkenntnisse, die aber weniger, kannst ja RN-Control udn Co benutzen, damit hast du dich um die meisten Elektroniksachen schon drumherumgeschummelt ^^ Das heißt ich würde anfangen die Mechanik deines CNC - Teils zu planen, entweder mit Gewindestangen oder so wie ich es vorgeschlagen habe. Dann steuerst du den Motor da drinne mit Knöpfen an, später tuts dann ein µC. Und so läufts... dann kommen Sensoren und irgendwann hast sogar Kresse ^^

[MezzoMix]

Hallo,

wie wäre es mit einem einfachem Portalkransystem? Wie man es zum Beispiel in Industriehallen findet: (http://www.scheffer-krantechnik.de/kt/pics/claas.jpg)

Die Bewässerung würde ich evt. für alle machen und nicht über den Kran machen, da die Kresse wahrscheinlich immer gleich wächst. Vielleicht zwei verschiedene Wassersysteme (für unterschiedliche Pflanzenarten).

gruß
Jojo

[Lunarman]

Äh ja genau so nen Kran meinte ich ^^ hatte nur keine Ahnung wie die heißen.
Bewässerung für alle: Klar geht das, aber wäre es nicht interessanter, den Kran das machen zu lassen? So rein bautechnisch? Also ich fänds zumindest deutlich interessanter... Muss ThomasKopsch aber natürlich für sich selbst entscheiden wie er es macht ^^

[ThomasKopsch]

Ok, danke.

Ich denke, ich werde die Maschiene mit Gewindestangen laufen lassen (kann man da die Gewindestangen aus dem Bauhaus nehmen?), dann habe ich nicht so große Probleme mit der Positionierung.

Welches Material würdet ihr mir denn für das Gerüst vorschlagen?
Kann man so was nicht auch theoretisch aus Holz bauen? Das wäre dann viel leichter zu bearbeiten.

Danke,
Thomas

[Lunarman]

Holz ist immer so ne Sache, es hält nicht viel und wenn es von deinen Gießaktionen nass wird dehnt es sich aus und schimmelt... Außerdem sieht es richtig shice aus. Ich würde dir eher zu Metall (Alu) raten...

[g0nz00]

So ne professionelle Marihuana anbauplantage häte ich auch gern ;)

So zurück zum Thema ^^

Du legst ein raster fest in dem die Blumentöpfe stehen , dann rechts und links davon kommen 2 Schinen hin und mittig des Rasters legst du einen magneten hin und tastest damit einen Reed Kontakt. am anfang und am ende kommt ein Taster für den Endanschlag. Nun baust du ein großes eckiges U und baust rollen dran. das stellst du dann umgedreht auf die Schinen. Den samen lässt du herunterfallen und das wasser wird inform von Tropfen hinzugegeben daher fällt auch dieser Tropfen senkrecht. oben auf das u kommt die Kammera und ein ein Schlitten der nach rechts und links fahren kann. fertig ;)

Der Programmieraufwand hält sich in grenzen da du nur sagst fahre los bis reedkontakt 1 kontakt hat dann stop ... samen fallen lassen ..... 30 sec wasser an und weiter auf dem schlitten... bis zum nächsten reedkontakt. das dan bis zum endschalter und zurück.

viel erfolg bei deinem Projekt. aber so nen Roboterarm hätte natürlich viel mehr stiel.

g0nz00

[nikolaus10]

hallo

Nimm doch Fischertechnik oder LEGO.
Ist ernst gemeint.

MFG

[ThomasKopsch]

Hallo,

vielen Dank für den Lego/Fischertechnik -Tipp.

Ich finde das ist tatsächliche eine Überlegung wert.
Ich denke ich werde mal anfangen ein Modell mit Lego zu bauen. Wenn ich das fertig habe, kann ich das ja immer noch in einer etwas profesinneleren Version nachbauen.

Wie ist es wohl am besten, die Mechanik zu bauen, wenn man Lego nimmt? :-k


Auch so ähnlich wie ein Portalkransystem oder eine CNC-Fräse?
Ich überlege nämlich gerade, ob es vielleicht dann wohl auch ginge, ein großes Legoauto zu bauen, das das Wasser und die Kressesamen nach untenhin ablegen kann, und den dann auf einer großen Alu-Plate mit Löchern drin fahren zu lassen. Dann könnte das Lego-Auto quasi über die Löcher der Platte fahren und dann das in das Loch fallen lassen. Unter der Platte sind dann die "Blumentöpfe".

Was haltet ihr davon?


Vielen Dank,
Thomas

[AlKI]

Bild:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=1876

also ich hab die da für so 50 bis 75 Euro gebastelt (incl. 3fach- schrittmotoransteuerung)
(alfer-)Aluprofile, gewindestangen (antrieb) und holz(platte) ausm baumarkt, elektronik (3mal schrittmotoransteuerung halb/vollschritt mit schritt/richtungseingängen im selbstbau) von reichelt

Grundfläche 1qm; erreichbare Nutzfläche so etwa 68x70cm

du bräuchtest ja sogar die senkrechte achse gar nicht

[ThomasKopsch]

Oh, das sieht ja richtig gut aus!
Wenn ich das so hinkriegen würde/könnte, wäre ich schon glücklich.

Hast du eventuell noch andere Fotos von dem Gerät, auf dem die Mechanik noch besser sehen kann?

Vielen Dank,
Thomas

[AlKI]

guck in meine gallerie

der thread, in dem ich und auch andere cnc-fräsen während dem bau dokumentiert haben, ist der:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=323327#323327


übrigens, ich hab da fast komplett auf elektronische werkzeuge verzichtet (verzichten müssen :-) )

[MezzoMix]

Also, ich würde das auch so machen:

Man stelle sich einen Collage Block vor: In jedem Quadrat steht eine Blume.
An den rechten Rand stehen ja manche Striche noch über, da würde man überall einen Schaltkontakt dran bauen, senkrecht gesehen genau das gleiche.
Dadurch kann man alle Quaders anfahren. Man gibt einen Steuerbefehl dann z.B. so aus: Fahre zum 5. von rechts und 12 von unten Quadedrat.

Dann kann man natürlich, jenachdem wie groß das ganze aufgabaut werden soll ein Steuerpult bauen, wo nochmal einmal das Raster der Blumen in klein aufgezeichnet ist. In jedem Feld ist eine Anzeige mit der Erd-Temperatur und noch Taster zum Fotografieren oder bewässern.


Aber was mir noch eingefallen ist, wenn man ein Portalsystem oder einen Arm benutzt hat man probleme wenn man mal nicht mehr Kresse plfanzen will: Die Planzen wachen ja dementsprechend und man würde nur die Blätter gießen bzw. die Pflanzen abknicken wenn man mit einem Kran drüber fährt.
Geistesblitz: Man könnte auch die Bewässerung von unten realisieren, wenn man einfach einen gelöchterten Schlauch in jeden Feld legt und jeden einzelnen Schlauch über ein Ventil schaltet.


Mir ist zurzeit auch langweilig und ich suche ein Projekt. So ein Portalkran würde mich auch reizen, aber ich weiß nicht für welche Aufgabe

[AlKI]

joah, um nen schrittmotor anzusteuern mit so ner steuerung, wie ich sie habe, braucht man ja nur an einem port sagen, ob vor oder zurück, und den anderen einfach toggeln, und nach x mal toggeln ist er dann um y mm in die entsprechende richtung gefahren.

dann kann man dem yC sagen, auf position 4/3 (4tes feld von links, drittes von unten)
und der fährt dann so einfach 4mal 500 schritte (pro feld) in x und 3mal 500 (pro feld) in y und säht/düngt etc. danach fährt er wieder auf 0/0 an 2 endschalter.


du suchst ne funkton?
mach se 1/4 mal so klein wie ich, und du kannst platinen fräsen

[ThomasKopsch]

Ja, ich denke mit der Ansteuerung der Motoren beschäftige ich mich ,wenn die Mechanik soweit fertig ist.

@MezzoMix: Zu deinem angesprochenes Problem, dass ein CNC oder Portalsystem entweder die Pflanze umknickt oder nur die Blätter begiest:
Glaubst du wirklich, dassdie Pflanze so genau wachsen wird und dass das Wasser so genau fällt, dass das eine Rolle spielt?


Dankw nochmal,
Thomas

[MezzoMix]

Das kommt ja auch darauf an, wie groß die Pflanzen und was es für Pflanzen werden sollen. Denn ich würde, das zu einer universal Pflanzenaufzuchtmaschine machen ^^

Denn zum Beispiel Kresse hat damit kein Problem, aber wenn z.B. Tymian oder so größer wird hat das große Blätter und die höhe dieser Pflanze ist auch nicht zu verachten.
Oder man macht das "nur" zum Heranziehen, aber dann hat man da irgendwann tausend neue Pflanzen stehen.


Wobei, das wäre vielleicht gar nicht so schlecht für zum Beispiel Möhren, Kartoffeln usw. Die könnten dadrin doch super aufwachsen und werden immer passend bewässert. Man sieht nur nicht so viel, was natürlich negativ für die Kameraaktion wäre die ich überrings sehr cool finde.

[meddie]

Hallo @ All

Ich finde es eine Interessante Iddee. Vielleicht kann ich was neues rei rbingen:

Das mit dem Dosieren des Wassers dürfte nicht schwer sein:
siehe hier: http://www.deters-ing.de/Wako/schlauchpumpe.htm

Diese Pumpe kann ziemlich genau Dosieren. Somit kann man so ziemlich Mililitergenau sagen wieviel Wasser zugegeben wird.

Was das Gießen abnetrift wurde, weiter oben erwähnt, daß die Pflanzen ja nicht alle gleich wachsen, deswegen, könnte man ein Problem bekommen mit dem gießen von oben. Man würde ja nur Blätter gießen. Aber man könnte ja die Schläche im Boden verlegen zu den Einzelnen stellen wo die Samen hingelgt werden.

Die Samen kann man ja mit einer "CNC" einsetzen lassen. Und die CNC Lösung denke sollte nciht all zu teuer werden, weil diese aj auch nciht so genau sein muss. Den ob der Samen nun 1 mm rechts oder 1 mm links eingesetzt wird, denke ich ist wirklich nicht relevant.

So eien "CNC" läßt sich eigentlich günstig bauen, das wurde im Voard schon öfter vorgestellt.

Hier gibt es einen Thread zum Bau einer CNC Fräse aus Holz
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=357810

Wobei die Form der Fräse für Dich wahrscheinlich eher ungeeignet ist. Aber die Form, die der Alki für seine Fräse gewählt hat, dürfte für Deine Zwecke nahezu perfekt sein. Hier ein Link dazu:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=26187&postdays=0&postorder=asc&highlight=low+cost+cnc&start=77

Da knnst Du an eine Seite ein Behälter mit Wasser hinstellen, aus dem die Pumpen das Wasser zum gießen Saugen. Kabnnst evtl. auch ein Behälter mit Dünger hinstellen, und läßt die CNC den Saugschlauch von einem Behälter in den anderen Wechseln zum Gießen / Düngen. Dann einen Behälter mit Samen. Und auf der restlichen Fläche machst Du ein Korb mit Erde / Watte.

Das Einzigste was zu lösen ist, ist die Fotografie, da Fällt mir nichts dazu ein. Eine Kamera an der CNC zu befestigen dürfte nicht schwer sein. Aber die Pflanzenerkennung, deren Größe usw. Das dürfte etwas schwieriger werden.

Ich hoffe ich habe was neues bringen können.

[AlKI]

Ja, meine Fräse ist mir da auch eingefallen....
Kosten: irgendwo knapp unter 100€
Und mit etwa 85cm mal 85cm mal 40cm Verfahrwegen sollte damit was machbar sein

Zur Größenerkennung: vlt mit ner Lichtschranke? Also ne art Gabel an die Senkrechte Achse mit IR-LED und auf der anderen Seite nen Fototransistor.
Einziges Problem: was, wenn die Pflanze schräg wächst? oder Umkippt?

[meddie]

JA und vorallem , scharfstellen, auslösen und an den PC übertragen ist nicht einfach.

Evtl eine Webcam anschließen diesen dann einfach an die Pflanze anfahren und der pc macht dann ein schnappschuß. nur wie stellt man sicher ob das Foto gut belichtet ist und scharf ist? Das ist nicht einfach.

Es sei dem man macht das Foto von einer bestimmten Höhe. Dann kann man die Kamer scharf einstellen. Licht denke ich sollte genug vorhanden sein. Und der PC macht dann einen Schnappschuß.

Aber das soweit nur Theorie!

[Panzer4000]

Hallo,

Idee einfach Klasse.
Vielleicht ein paar Anregungen.

Lass doch die Pflanzen wandern.( Transportband )
Auf dem Transportband werden die Behältnisse ( quadratisch wären optimal)
vorwärts und rückwärts gesteuert und immer die gleiche Weite durch Größe der Behälter.
In der Brücke befindet sich (fest stehend nur auf und ab) die Anzahl der Handlingseinheiten die entsprechend der Anzahl der Behältnisse in der Breite des Bandes die Versorgung der Pflanzen besorgen.
Die Handlingseinheit saen und die Handlingseinheit Höhe der Pflanze und waessern werden über eine Revolverwalze die notwendigen Arbeitsschritte
abgearbeitet.
Die Bewässerung von oben ist zu durchdenken, da die Blätter das Wasser ableiten werden, also sollten Schläuche die Höhe der Erde erreichen um Wasser und Nährstoffe gut zu dosieren.
Somit ist der Steueraufwand relativ gering und im Projekt vertmutlich bezahlbar.
Für die Pflanzenhöhe ist ein Berüherungssensor möglich.(Knickkontakt)

Sollte weiterer Bedarf bestehen, lass was hören.

[MezzoMix]

Das mit der Fräse hatten wir ja vorher schonmal überlegt. Nur das es da noch Portalkransystem hieß. :)
Ich glaube die Webcam war auch schonmal im Gespräch, damit kann man jedoch nur den Wachstumsvortschritt aufzeichnen, die größe kann man damit sehr schlecht über PC/uC auswerten.

Für die Bewässerung könnte man überlegen, an jeder "Saat-Station" so einen kleinen Strohhalm einzubauen. Wenn man durch die Stadt geht sieht man das auch oft an neu gepflanzten Bäumen, die haben dort einen Kunststoffschlauch zu den Wurzeln gelegt.
Das geht dann "relativ" einfach, mit einem kleinen Wasserstutzen (wie bei den Jetpiloten, die in der Luft aufgetankt werden ^^)

Um die größe der Plfanzen heraus zu finden, kann man ja pro Bahn eine Lichtschranke aufbauen, die dann zum Beispiel ein Signal an den PC schickt der dann eine eMail an den Besitzer schickt.

[FeiaDragon]

naja, so schwer wäre das vermutlich auch nicht mit einer bilderkennung.

sagen wir die kamera sitzt immer auf der höhe von 10cm an einem bein des portals.
wir wissen ja was wir als farbe der box haben, können somit alle falschfarben wie dunkle erde oder ein helles weiß der box eliminieren.

dann bräuchte man nur noch ein verfahren um (nach einem bestimmten schwellenwert) zu bestimmen wie hoch die blume ist...

also zeilenweise die pixel durchgehen und schauen ob in der zeile noch genug "grüne" pixel vorhanden sind...müsste man dann entsprechend der pflanzen einstellen, da die ja doch relativ unterschiedlich wachsen *g*

nach dieser höhe kann man dann mit einfacher trigonometrie die höhe errechnen.

an einem PC könnte ich mir das gut vorstellen...in einem µC nicht so ganz, aber vielleicht willst du ja eh einen normalen pc noch dazuhängen :)

schöne idee aber :)
lg, kai

ps: ich bastel gerade eine wasserstands-messung in einer blume...bin mal gespannt ob da was verwertbares rauskommt :D

[meddie]

ps: ich bastel gerade eine wasserstands-messung in einer blume...bin mal gespannt ob da was verwertbares rauskommt :D

da hat es was gegeben in der Elektor 12_2007 Durstanzeige für Zimmerpflanzen!