Wie es begann, im Frühling 2016 irgendwann.
Im Garten steht seit diesem Frühling ein neues Treibhäuschen. Meine Chilis und die Tomaten fühlen sich dort wohl. Wenn die Sonne draufknallt, kann es schon mal über fünfzig Grad warm werden. Als erste, haben wir eine Schilfmatte über das Dach gelegt, um eine Schattierung zu bewirken. Das Dachfenster wurde mit einem Selbst öffnenden Mechanismus ausgestattet. Eine ganz simple Konstruktion mit einer Gasdruckfeder die sich bei Wärme ausdehnt und eine Spiralfeder die, die ganze Geschichte wider zuzieht. Solche Öffner kosten zwischen 20 und 50 Franken, und sind ihr Geld wert.
Soweit so gut, echt super Mister Cooper, etc. p.p.
Die Idee
Aber jetzt wäre es doch schön, jederzeit zu wissen, wie warm ist es dort? Das gute alte mechanische Thermo- und Hygrometer hängt zwar drin, reicht mir aber nicht!
Also wenn ich schon Erfahrungen mit meiner Wetterstation gemacht habe, sollte das zu bewerkstelligen sein. Allerdings, neues Projekt, neue Hürden. Wäre ja zu langweilig!
Die Probleme
Punkt 1. Stromversorgung.
Da ich keinen Bock habe, den ganzen Garten zu ruinieren um Strom Kabel zu legen, oder andauernd Batterien zu wechseln, kommt nur die Sonne als Stromspender in Frage. Solarpanel, Akku und passende Ladeelektronik. Fand ich im Boxtec Shop, wo ich auch schon die Hälfte der Bauteile, inkl. Arduino meiner Wetterstation bezogen habe.
Punkt 2. Feuchtigkeit.
Im Treibhaus ist es immer schön Warm und Feucht, meist mehr als draussen. Das führt unweigerlich zu Kondensationswasser. Nun gibt es da so eine nette Regel: Wasser und Strom gleich doof. Vor allem der Akku könnte einem das übelnehmen. Der Akku wird im flüssig Gummi gebadet und komplett versiegelt. Die Elektronik, bekommt mit speziellem Plastikspray eine Versieglung. Der hat den Vorteil, dass die Platine Lötbar bleibt und Änderungen gemacht werden können. Muss aber anschliessend wider versigelt werden. Das Holz wird ganz normal Lackiert.
Punkt 3. Senderreichweite.
Jetzt ist der das Treibhaus aber zu weit weg vom Empfänger. Das ist nun die nächste Aufgabe die bevorsteht. Da die Wetter Aussenstation, ca. in der hälfte steht, besteht nun die Idee, bist zur Wetter Aussen Station zu Senden und von dort zur Innenstation. Dadurch entsteht ein nächstes problem.
Punkt 4. Zu viele Daten müssen gleichzeitig verarbeitet werden.
Der Arduino kann nicht zwei Aufgaben zur gleichen Zeit erledigen. Um eine möglichst genaue Messung zu bekommen müssen die Winddaten zu jeder Zeit erfasst werden. Deswegen muss die Aufgabe vom Senden und Empfangen getrennt werden, mit der Aufgabe vom Erfassen der Daten.
Und nun, wie weiter?
So, wie ihr beim Lesen gemerkt habt, ist Punkt eins und zwei bereits gelöst. Sonst hätte ich das Das ganze Projekt schon frühzeitig sterben lassen. Kommen wir also zum Schlacht plan: Je ein Prozessor, der die Daten vom Wetter und dem Treibhaus erfasst und weiterleitet, ein Prozessor der mit der Innenstation kommuniziert. Momentan herrscht «Einbahn verkehr» Die Daten werden also immer nur in eine Richtung weitergeleitet. Zukünftig soll aber auch zurückgesendet werden. Damit ich die begrenzte Anzahl der zur Verfügung stehenden Kanäle nicht überlaste. Muss jeder Prozessor jeden Kanal kennen und wissen ob die Information nun für ihn ist oder nicht. Das Sende und Empfangsprotokoll wird also die bisherig Schwierigste Aufgabe werden.
14.7.2016
Der erste Schritt zur Aufgabentrennung ist gemacht. Zum Arduino Mini kommen zwei kleine Attiny84. Dieses dreierpacket wird über I2C miteinander kommunizieren. Der Arduino Mini ist verantwortlich für die Kommunikation und Sammelt alle Werte. Die zwei kleinen Prozessoren ist eines für den Regensensor und eines für die Windgeschwindigkeit zuständig.
Die Software ist soweit umgeschrieben. Die I2C Kommunikation funktioniert im Testaufbau, mit Simulierten Werten. Als nächstes wird die Aussenstation erweitert, mit den zusätzlichen Prozessoren und dem Empfänger.
Nach einigen Tagen Testbetrieb wird danach die Funkweiterleitung geschrieben und die Innenstation bekommt einen besseren Sender und Empfänger.
1.11.2016
Der Empfänger wurde montiert. Die Antennen von der Innenstation und der Aussenstation wurden verbessert. Bei der Aussenstation wurden sie neu ausserhalb vom Messhäuschen montiert. Das messen mit den Atiny’s funktioniert genauer, als direkt mit dem Arduino und ist in jeder Hinsicht eine gute Verbesserung. Jetzt fehlt nur noch die mechanische Installation im Treibhäuschen. Danach wird im ersten Testlauf Temperatur und Luftfeuchtigkeit gemessen. Später folgen noch andere Sensoren, wie zum Beispiel ein Readschalter für das Fenster.
4.11.2016
Die Messung und Weiterleitung Funktioniert. Nun Trudeln die ersten Daten vom Treibhaus, über die Wetter Aussenstation, zur Innenstation. Von dort aus geht zum Server im Internet. Wo die ganze Welt sie sehen kann. Das Ganze noch als Provisorium, ohne Solarpanel. Die Elektronik und Akku wird aufgehängt. Das Solarpanel und die Antenne soll ausserhalb des Häuschen montiert werden.
Für alle neugierigen und die, die wirklich meine Texte Lesen. Unter «Wetter, Wohnzimmer Luft» ist die Treibhaustemperatur dunkelgrün in der Grafik und die Treibhausfeuchtigkeit hellgrün eingetragen.
16.4.2017
So, gestern wurde die Messstation im Treibhaus in Betrieb genommen. Zuerst wollte ich eine eigene Grafik für das Treibhaus schreiben. Ich habe mich aber doch dazu entschlossen, die Werte direkt unter das Wetter zu setzen. Somit ist ein besserer vergleich der Werte im und um das Treibhaus möglich.
Abgeschlossen?
Nicht ganz, es fehlt noch eine Kleinigkeit. Eine Überwachung, des sich selbständig öffnenden Fensters. Zuerst habe ich an einen Biegewiderstand bei Fenster gedacht. Der müsste aber aussen montiert werden und wäre komplett dem Wetter ausgesetzt. Deswegen zweifle ich zweifle an dessen Langlebigkeit. Deswegen wird es wohl ein Magnetschalter werden. Da dieser keine grosse mechanische Belastung hat, ist er viel langlebiger. Ein Nachteil vom Magnetschalter zum Biegewiderstand gibt es doch. Mit dem Biegewiderstand, könnte man den Öffnungswinkel bestimmen, beim Magnetschalter nur ob offen oder geschossen ist.
8.4.2018
Leider ist mir im Sommer 2017, die Elektronik im Treibhaus komplett zerstört. Quer durch das ganze Treibhaus liegt ein Bewässerungsschlauch. Der hat überall kleine Löcher, durch die das Wasser verteilt wird. Am Abend schalten wir die Pumpe ein, die das gesammelte Regenwasser im Treibhaus verteilt. Wie es der Zufall wollte traf ein Strahl direkt auf die Elektronik. Da reichten meine vorsorge nicht mehr und die Platinen begannen zu Oxydieren. Alles bis auf den Akku Sensor und Solarzelle, war defekt. Jetzt habe ich das ganze neu Aufgebaut und mit einem Gehäuse vor Spritzwasser geschützt. Die einzige Neuerung an der Schaltung ist, das ich ein Atmega168 anstelle des Arduino Mini verwende. Der reicht für diese Aufgabe völlig aus.