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Smart Plant - Pflanzenbewässerung im Zeitalter des IOT

Dank unzähliger Technik-Gadgets lassen sich heutzutage die täglichen To-Dos in den eigenen vier Wänden effizienter und einfacher gestalten. Neben Rolladensteuerung, smartem Thermostat und Futterautomat sind auch Systeme zur Pflanzenüberwachung, sogenannte “SmartPlants” gern gesehene Alltagshelfer.

Mit der M5Stack Entwicklungsumgebung von MAKERFACTORY lässt sich ein solches Pflanzenüberwachungssystem auch ganz einfach selbst installieren. Wir zeigen Ihnen mit was Sie dazu benötigen und wie es funktioniert.


Unsere Empfehlung für Sie: Maker Factory M5Stack


M5Stack ist ein modulares, stapelbares Entwicklungssystem, ausgestattet mit dem leistungsstarken ESP32 Microcontroller. Anders als bei den bekannten Entwicklungs-Plattformen wie Arduino oder Raspberry Pi, ist in der M5Stack-Entwicklungsumgebung sämtliche Peripherie in einem robusten Gehäuse aus Kunststoff verbaut. So sind der integrierte LCD-Display und die empfindliche Elektronik auf der Platine gegen äussere Einflüsse geschützt.


So wird´s gemacht


Der Aufbau

Das Wohlbefinden der Pflanze wird massgeblich von drei Einflussgrössen bestimmt. Die Umgebung der Pflanze (also das Raumklima) die Sonneneinstrahlung und natürlich die Feuchtigkeit im Blumentopf. Diese Einflussgrössen lassen sich ganz einfach mit Sensoren aus der M5Stack-Serie erfassen: Einem sogenannten “Environment-Sensor” zur Messung von Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit, einem Lichtintensitätssensor und einem Bodenfeuchtesensor.

Zur Auswertung der Sensoren und zur Visualisierung der Messergebnisse wird ein M5Stack Core verwendet, in unserem Fall haben wir uns für den M5Stack Grey entschieden, der Aufbau funktioniert aber auch mit anderen Cores. Wie die Sensoren richtig angeschlossen werden entnehmen Sie der jeweiligen Bedienungsanleitung.

Die Programmierung

Dank dem integrierten Bildschirm kann der M5Stack sämtliche Messwerte ganz einfach anzeigen. Damit die blanken Zahlen aber nicht vom Benutzer sondern vom Hauptmodul selbst interpretiert werden, hinterlegen wir im Programm fest eingestellte Grenzwerte (Min- und Max-Werte) und zeigen so am Bildschirm mit Hilfe von Symbolen, ob alle Messwerte im grünen Bereich liegen. Der M5Stack Grey lässt sich mit vielen verschiedenen Tools, unter anderem mit der Arduino IDE, programmieren. Die wohl einfachste Methode bietet aber “UIFlow”, die Entwicklungsumgebung von M5Stack selbst. Die graphische Programmiersprache ist intuitiv in der Bedienung und sehr leicht zu erlernen.

Nun müssen nur noch die gewünschten Symbole in das Programm geladen werden und anschliessend die Messwerte zyklisch abgefragt und mit den Grenzwerten verglichen werden. Dies lässt sich am besten mit einer Verkettung von “If-do-else-if”-Bausteinen umsetzen. Um die aktuellen Sensordaten anzuzeigen, werden Textbausteine (Labels) im Bildschirm platziert, die über das Programm laufend aktualisiert werden.

Inbetriebnahme und weitere Ideen

Nachdem das Programm nun fertig ist und in den M5Stack geladen wurde, muss nur noch der Bodenfeuchtesensor in die Blumentopferde gesteckt werden und schon zeigt der Bildschirm das aktuelle Befinden der Pflanze.

Durch weitere Module und Programmanpassungen lassen sich noch viele zusätzliche Funktionen integrieren. So ist es zum Beispiel möglich, die Grenzwerte bequem über die drei frei programmierbaren Buttons einzustellen. Der Akku des M5Stacks lässt sich schonen, in dem ein Bewegungsmelder hinzugefügt wird, der den Bildschirm immer nur dann aktiviert wenn sich eine Person in der Nähe der Pflanze befindet. Dank der WLAN-Konnektivität ist es sogar möglich den aktuellen Zustand für das Smartphone oder andere Geräte im Haushalt abrufen zu machen.


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