Autonomes Bewässerungssystem

[TMoS]

Hallo Leute

Ich möchte mein Gemüsebeet automatisch bewässern, das ganze soll ein Wartungsarmes, in sich geschlossenes System sein.
Da ich nicht aus der Elektronik / Elektrotechnik komme und sich meine Schulkentnisse nicht für solche basteleien eignen,
lass ich besser die Finger von 230V. Alternativ habe ich mir folgendes ausgedacht.. Was haltet Ihr davon? (Nicht das mir der Akku noch um die Ohren fliegt ^^)

Ist so zu sagen mein erster selbst gezeichneter Stromkreis

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I = Input, O = Output vom Arduino.

Da gibt es also einen Blei-Gel Akku mit 12V und eine Solarzelle (siehe Links unten).
Über die Spannungsteiler an den Relais O1 und O2 kann ich Spannungen an I1 (Akku) und I2 (Solarzelle) messen,
über Relais O3 die Solarzelle komplett vom Stromkreis trennen um eine Überladung (>14V ?) zu verhindern.

Alle Verbraucher haben ein Relais vorgeschaltet um eine Tiefentladung vom Akku zu verhindern. (<12V ?)
Auch der Arduino selber wird sich vom Akku trennen soald die Spannung zu niedrig wird. Wenn alles aus ist,
wird über das Relais O3 welches normaly-closed ist, der Arduino wieder zum leben erwachen wenn die Sonne da ist und dann den Akku wieder laden.

Somit hab ich meinen eigenen Laderegler. In der Theorie zumindest.

An Relais O5 ist eine 12V Tauchpumpe (max 18W) die in eine Regentonne oder sowas gesetzt wird.
Dazu ein Feuchtigkeitssensor für die Erde und einen Luftfeuchtigkeitsmesser.
Auf dem Bild fehlt noch ein Schwimmer für die Regentonne und die WLAN Verbindung.

Was ich mir jetzt nicht ganz sicher bin ist folgendes:
Die Nennspannung der Solarzelle liegt bei 17V, die Leerlaufspannung bei 22V.
Geht das mit den 12V Komponenten? - Grundsätzlich, passt das so oder würdet Ihr was anders machen?

Relais: http://www.play-zone.ch/de/2-kanal-relais-modul-karte.html
Pumpe: https://www.westfalia-versand.ch/shops/rund_ums_haus/pumpentechnik/pumpen/tauchpumpen/67812-comet-tauchpumpen-38-mm-65-mm.htm
Solarzelle: http://www.conrad.ch/ce/de/product/1348654/Polykristallines-Solarmodul-20-Wp-17-V-Phaesun-Sun-Plus-20
Akku: http://www.conrad.ch/ce/de/product/1533491/Bleiakku-12-V-85-Ah-Yuasa-NPW45-12-NP45W12-Blei-Vlies-AGM-B-x-H-x-T-151-x-975-x-65-mm-Flachstecker-635-mm-Gering?ref=searchDetail

Gruss

[Ceos]

bei einem Blei-Gel Akku würde ich jetzt nicht erst versuchen den Laderegler selber zu bauen, dafür gibt es schon entsprechende Lösungen von Conrad zum Beispiel. Da klemmst du die Solarzelle, den Akku und den Verbraucher an. Die Schaltungen kosten nicht viel (30€ max) und laden sowohl den Akku und schalten bei zu schwacher Sonne automatisch auf Akku um. Der Arduino kann am besten als Unterspannungswächter und Zeitschaltuhr dienen um den Akku Nachts z.B. zu entlasten.

Ich beschäftige mich gerade selber mit einer lösung für meinen Balkon. Ich bin notorisch Gießfaul und habe mir daher ein Tropfersystem mit Keramikfühlern besorgt, welches aus einem 2m hoch hängendem 5L Eimer versorgt wird.
Wasser in den Eimer transportiere ich mit einer kleinen Springbrunnen Pumpe welche von einer Solarzelle gespeist wird. Allerdings verzichte ich auf den Akku, denn Wasser nachfüllen muss ich eigentlich nur wenn auch die Sonne scheint. Dafür brauchte ich allerdings einen Puffeerkondensator für den Anlaufstrom der Pumpe und eine kleine Schaltung mit einem Attiny die sicherstellt, dass die Sonne auch genug Kraft liefert um die Pumpe länger als nur ein paar Sekunden zu betrieben.

[TMoS]

bei einem Blei-Gel Akku würde ich jetzt nicht erst versuchen den Laderegler selber zu bauen, dafür gibt es schon entsprechende Lösungen von Conrad zum Beispiel. Da klemmst du die Solarzelle, den Akku und den Verbraucher an.

du meinst sowas hier:
http://www.conrad.ch/ce/de/product/110173/Solar-Laderegler-12-V-24-V-4-A/?ref=detview1&rt=detview1&rb=1

Aber rein theoretisch für den Lerneffekt wäre die Schaltung schon korrekt so?



Ich beschäftige mich gerade selber mit einer lösung für meinen Balkon. Ich bin notorisch Gießfaul und habe mir daher ein Tropfersystem mit Keramikfühlern besorgt, welches aus einem 2m hoch hängendem 5L Eimer versorgt wird.
Wasser in den Eimer transportiere ich mit einer kleinen Springbrunnen Pumpe welche von einer Solarzelle gespeist wird.

Warum geht du von der Pumpe erst auf einen Eimer in die Höhe?
Weil ich will den Schlauch mit den Tropfdüsen direkt an die Pumpe zu hängen..

[Ceos]

die tropfer reagieren empfindlich auf luft im schlauch
ich will zum einen vermeiden luftblasen im system zu haben und deshalb ein reservoir zu haben
und zum anderen fördert die pumpe nicht gerade viel und wenn alle tropfer gleichzeitig offen sind, kommt hinten womöglich nichts mehr an.
statischer druck durch höhe ist da die sicherere investition

wenn alle tropfer zu sind würde die pumpe nichts fördern, was auch nicht so gut ist auf dauer
daher fördere ich wasser in einen eimer mit überlauf, so muss ich mir erstmal keinen gedanken um eine Füllstandserkennung machen

[TMoS]

dank für die Info.

[Feuerring]

statt der Relais würde ich MOS-FETs nehmen, am besten N-Kanal im negativen Zweig, die kann man mit +5V ansteuern ...
Relais verbrauch unnötig Strom, gerade bei Akku-Betrieb sollte man Strom sparen ....

[TMoS]

und sind erst noch günstiger wie ich gerade sehe.
danke, werd ich ausprobieren.

[Peter(TOO)]

Warum geht du von der Pumpe erst auf einen Eimer in die Höhe?
Weil ich will den Schlauch mit den Tropfdüsen direkt an die Pumpe zu hängen..
Damit es tropfen kann muss dann die Pumpe laufen. Je nach Pumpentyp ist das auch grundsätzlich kein Problem.

Sagen wir mal, du willst es 6h lang tropfen lassen. Bei deiner Variante läuft dann die Pumpe auch 6h.
Mit dem Kessel muss die Pumpe nur so lange laufen, bis der Kessel wieder voll ist.
Bei welchem System wohl der Akku länger durchhält?

Ähnlich sieht es auch mit den Relais aus. Die brauchen recht viel Strom, wenn sie angesteuert werden.
Die FETs benötigen theoretisch nur Strom, wenn sie umgesteuert werden, weil sie über die Spannung gesteuert werden.
Praktisch brauch man oft noch PullUp- oder PullDown-Widerstände, welche dann etwas Strom ziehen. Aber das ist dann schnell nur 1/100 des Stroms eines Relais.

Wenn du für das 5V-Netzteil ein Schaltnetzteil nimmst, bekommt man auch schon für einige Euros, halbiert sich der Strom aus dem Akku in etwa, gegenüber einer Lösung mit einem Linear-Regler (7805 o.Ä.).

Wenn du weniger Strom benötigst, können der Akku und das Solarpanel kleiner, und somit günstiger, ausfallen.

Grundsätzlich muss du dir zuerst überlegen, wie viel Strom deine Geschichte pro Tag benötigt.
Dazu musst du wissen welchen Strom z.B. deine Pumpe benötigt und wie lange sie pro Tag laufen soll. Die Laufzeit dividierst du dann durch 24h und multiplizierst das mit dem Strom. Dann bekommst du einen Wert in Ah oder mAh.
Dies machst du für alle Verbraucher und zählst die Resultate zusammen.

Dies muss dann dein Panel im Minimum pro Tag erzeugen können. Dabei darfst du nicht vergessen, dass bei den Panels die Spitzenleistung angegeben wird, diese liefert das Panel aber zur Mittagszeit bei klarem Himmel. Im Netz findet man, für fast jeden Standort, die durchschnittliche monatliche Sonnendauer.
Wenn jetzt der Akku geladen werden soll, muss das Panel entsprechend mehr Energie produzieren. Wie viel mehr. hängt davon ab, wie viele Tage der Akku überbrücken können und wie schnell er voll geladen sein soll. Dabei muss der Akku nicht an einem Tag voll aufgeladen werden können.

[Feuerring]

Also mal ganz einfach ...

Eimer(10Liter) hoch hängen, daran die Tropfer ... im Eimer ein Schwimmer - Schalter der die Pumpe zum füllen des Eimer laufen lässt,
das ganze noch mit einer Schaltuhr-Modul versehen, so das die Pumpe nur ein / zwei mal am Tag läuft ...

Solar / Akku gibt es als Bundel ... fertig

[S3r3nity]

Geht das denn wirklich so einfach einen Akku und eine Solarzelle zu verbinden? Bzw. würde dann wirklich je nach Bedarf der Akku alles antreiben und dann bei Sonne die Solarzelle das übernehmen und den Akku aufladen? Ich bin leider, was Solarzellen angeht, ein absoluter Amateur^^

[HaWe]

Geht das denn wirklich so einfach einen Akku und eine Solarzelle zu verbinden? Bzw. würde dann wirklich je nach Bedarf der Akku alles antreiben und dann bei Sonne die Solarzelle das übernehmen und den Akku aufladen? Ich bin leider, was Solarzellen angeht, ein absoluter Amateur^^
ei, schau dir doch mal den oben verlinkten Solarregler - oder ähnliche - genau an, der ist doch genau dafür gemacht:
http://www.conrad.ch/ce/de/product/110173/Solar-Laderegler-12-V-24-V-4-A/?ref=detview1&rt=detview1&rb=1
er hat 3 Doppel-Anschlüsse, für die Batterie als Speicher, für das Solarmodul zum Laden, und für den Verbraucher zum vebrauchen, und das wird sich sicher praktisch und logisch richtig verhalten ;)

[Ceos]

ich habe mich jetzt für mein Projekt auf eine leicht verschwenderische Lösung festgelegt.

Ich benutze einen Arduino Feather M0 mit einer 6Ah Zelle, der hat eine LiPo Charger mit auf der Platine wenn cih den Arduino per USB versorge. Ich geh von der Solarzelle über einen Step Down to USB Wandler, der den Arduino LiPo füttert, daran hängt ein Step-Up und eine 6V Pumpe. Zwischen Step-Up und LiPo hänge ich einen selbstsperrenden FET den der Arduino steuert, damit bei Niedrigspannung im Akku der Motor nicht einfach weiterläuft. und auch sonst keine unnötigen Verbraucher (Widerstandsbrücken) den LiPo in die Tiefentladung bringen. Und selbst wenn es mal dazu kommt, hab ich bis zur Schmerzgrenze des Akkus rechnerisch 30 Tage zeit, bei dem Reststrom den ich gemessen habe.