Hallo liebe Gemeinde, Ich bin Doktorand im Bereich Agrarwissenschaften an der Uni und muss in den kommenden Jahren einige Pflanzenversuche im Gewächshaus durchführen. Für diese Versuche ist es notwendig, die Pflanzen täglich zu wiegen, und die fehlende Differenz des Wassers händisch zu gießen, bis das vorgegebe Gewicht wieder erreicht ist. Das tägliche Gießen ist sehr zeitaufwändig und lässt wenig Freiraum für Flexibilität. Jetzt bin ich am überlegen, ob ich mir mit meinem Bruder (Mechatroniker) und einem Freund (Maschinenbau-Student) eine kleine Anlage bauen kann, die die Bewässerung automatisch übernimmt. Ganz grob erklärt, habe ich mir die Funktionsweise so vorgestellt (auch im Bild im Anhang illustrativ dargestellt): Das System funktioniert so, dass unter jedem Topf, indem sich die zu bewässernde Pflanze befindet, eine Wägezelle steht, die den Topf wiegt. Das Ergebnis der Wägung wird an einen RaspberryPi weitergeleitet, der dann mit den Einstellungen gefüttert wird und entweder eine Ventilbox oder einzelne Pumpen ansteuert. Danach erfolgt die Differenz aus Wägung und Zielwert und der Topf wird automatisch bewässert, bis das Gewicht XY erreicht ist. Der RaspberryPi dokumentiert natürlich auch die Ergebnisse, so dass man z.B. in Trockenstressversuchen auch nachvollziehen kann, was an Wasser transpiriert wurde. Nach der Wägung werden die Töpfe über eine Platte nach oben gefahren, um eine dauerhafte Belastung der Wägezellen zu vermeiden, da die Zellen (zumindest im Niedrigpreissegment) mit der Zeit sonst ungenau werden und ständig neu kalibriert werden müssten. Beim Antrieb handelt es sich um einen Linearantrieb mit angeflantschen Elektromotoren. Man könnte diese Mechanik aber sicher auch manuell per Hand ausführen, was allerdings wieder einen täglichen Zeitaufwand bedeuten würde (das Ganze aber wesentlich kostengünstiger macht). Das ganze System wird mit Hilfe von ITEM-Aluminiumgestellen realisiert. Mein Hauptproblem an dem ganzen System sind bisher ordentliche Wägezellen. Ich habe oben das Problem beschrieben von dem ich gelesen habe, dass die Wägezellen mit der Zeit ausnuddeln, und man eine dauerhafte Belastung vermeiden sollte. Sehr ihr das genau so, oder gibt es auch Wägezellen, denen das nichts ausmacht? Mich würde noch interessieren, was man preislich für ein solches System für 40 Töpfe schätzen kann. Man kriegt vieles günstig bei Alibaba, aber ich weiß nicht was eine gute Wägezelle kosten muss. Ach ja, die Gewichte der Töpfe gehen bis ~ 10 kg maximum und es sollte möglichst mindestens auf 10 Gramm genau gewogen werden. Auch muss ich mir um die Programmierung des RaspberryPI Gedanken machen, weil ich mich mit diesem System bisher kaum beschäftigt habe. Ich hoffe, ich konnte vernünftig schildern was ich vorhabe, und bedanke mich im Voraus für eure Hilfe. Franz
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Franz schrieb: > Mein Hauptproblem an dem ganzen System sind bisher ordentliche > Wägezellen. Ich habe oben das Problem beschrieben von dem ich gelesen > habe, dass die Wägezellen mit der Zeit ausnuddeln, und man eine > dauerhafte Belastung vermeiden sollte. Sehr ihr das genau so, oder gibt > es auch Wägezellen, denen das nichts ausmacht? Ich sehe das so, dass man sich verschiedene Wägezellen besorgt und in einem Vorversuch Messungen zum Krichverhalten macht. Die gemessene Drift vergleicht man dann mit den Erfordernissen und kann sie z.B. auch anhand gelegentlicher Kalibrierung mit einer Standardlast kompensieren.
Franz schrieb: > Mein Hauptproblem an dem ganzen System sind bisher ordentliche > Wägezellen. Das stimmt, driftfreie Wägezellen auf dem Chinamarkt zu finden ist sicherlich nicht einfach. Der Rat, an eine professionelle Firma heranzutreten, bringt nichts da du das vermutlich nicht bezahlen möchtest. Da müsste man einfach ein paar bestellen und Versuche machen. Zunächst jedoch: Wenn ich nichts überlesen habe, hast du nichts über die Auswertung geschrieben. In diesem Zusammenhang läuft einem sehr schnell der HX711 AD Wandler über den Weg. Da lauern so einige Fallstricke. Leider hat sich eine bestimmte Platine mit einem Designfehler in der Masseführung stark verbreitet. Die findet man bei Aliexpress überall. Wenn es günstig sein soll, könnte man über den Einsatz des ADS1232 nachdenken. Der hat ganz offensichtlich bei der Entwicklung des HX711 Pate gestanden und ist daher sehr ähnlich. In den Daten ist er allgemein besser. Noch besser wäre was von Cirrus Logic, so z.B. CS553x
Wie wäre es mit einem Durchflussmengengeber, so wie er in Kaffeevollautomaten verbaut ist? Die sollten nicht teuer sein.
Harald schrieb: > In diesem Zusammenhang läuft einem sehr schnell der HX711 > AD Wandler über den Weg. Da lauern so einige Fallstricke. Leider hat > sich eine bestimmte Platine mit einem Designfehler in der Masseführung > stark verbreitet. Die findet man bei Aliexpress überall. Den einen Draht nachzulöten, ist doch nun wirklich nicht so wild.
Franz schrieb: > Ach ja, die Gewichte > der Töpfe gehen bis ~ 10 kg maximum und es sollte möglichst mindestens > auf 10 Gramm genau gewogen werden. mindestens 0,1% Genauigkeit beim Wiegen - nichts fuer Anfaenger und schon gar nicht im Billigbereich. Wobei schon die Formulierung "mindestens auf 10 Gramm genau" zeigt, dass da elementare Grundlagen fehlen. wendelsberg
Wolfgang schrieb: > Harald schrieb: >> In diesem Zusammenhang läuft einem sehr schnell der HX711 >> AD Wandler über den Weg. Da lauern so einige Fallstricke. Leider hat >> sich eine bestimmte Platine mit einem Designfehler in der Masseführung >> stark verbreitet. Die findet man bei Aliexpress überall. > > Den einen Draht nachzulöten, ist doch nun wirklich nicht so wild. Yup, super Idee. Bei den täglichen Differenzmengen einer Topfpflanze wird das die Lösung bringen.
Mach doch eine XY Tisch darunter und verfahre die Wägezelle. Dann kannst du auch 1 oder 2 Referenzgewichte anfahren. Klaus
Klaus schrieb: > Mach doch eine XY Tisch darunter und verfahre die Wägezelle. Oder, noch besser, verfahre eine richtige Waage, die deine Anforderungen zur Messgenauigkeit auch sicher erfüllt? Referenzen können dann auch entfallen, bzw dienen dann nur noch der Fehlererkennung, Dreck, etc..
Ich würde die Waage / Wägezelle (mehr oder weniger geeicht) an einem Platz belassen und die Töpfe dahin bewegen. Bei Wiegung/Wägung die erforderliche Flüssigkeit auffüllen und weiter geht es. Erkennbar über RFID oder Barcode etc.
Ein "X-Tisch" wäre mechanisch viel einfacher zu realisieren... Beim Bild von oben also 4 Wägezellen nebeneinander, die dann gemeinsam 8 Positionen anfahren und auf die dann jeweils 4 Töpfe gleichzeitig abgesetzt werden.
Harald schrieb: > Yup, super Idee. Bei den täglichen Differenzmengen einer Topfpflanze > wird das die Lösung bringen. k.A., auf welchen geheimnisvollen Designfehler du anspielst. Gegen den bei vielen HX711-Modulen nicht angeschlossenen AGnd hilft ein Draht zumindest deutlich.
Wie schon von Sem52 vorgeschlagen würde auch ich eine Waage verwenden. Das macht vieles einfacher. Ein Aspekt der noch nicht genannt wurde, ist der das die Pflanze mit der Zeit auch an Gewicht zulegt. Das heißt, das sie auf Grund ihrer Größe eigentlich mehr Wasser benötigen würde, aber weniger zur Verfügung hat. Von daher wäre meiner Meinung nach eine volumetrische Dosierung weit besser geeignet, die sich auch am Gewicht der Pflanze orientieren kann, aber mit steigender Masse auch die Gießmenge erhöht.
Wolfgang schrieb: > hilft ein Draht zumindest deutlich. Mag sein, dass es besser wird. Dennoch, für diese Art der Differenzmessung ist HX711 deutlich ungeeignet. Wenn du das dennoch mit Hilfe eines nachgerüsteten Drahtes verteidigen möchtest, gerne! Ich persönlich habe da überhaupt kein Problem damit.
Wolfgang schrieb: > geheimnisvollen Designfehler P.S. der Designfehler ist die schlechte Kopie, die der HX711 darstellt.
Beitrag #5862192 wurde von einem Moderator gelöscht.
Also mir sind Startupler und "Spinner" wesentlich lieber als Typen die andere mit eingebildeten Szenarien grundlos beleidigen. Franz schrieb: > Ich hoffe, ich konnte vernünftig schildern was ich vorhabe, und bedanke > mich im Voraus für eure Hilfe. Wiegen ist nicht so einfach. Die Töpfe dürfen nicht verkanten, Blattverlust etc. macht es nicht einfacher und was du da wiegst ist auch nicht immer klar. Für ein Projekt lohnt sich der Aufwand mMn. nicht, da ist es einfacher jemanden dafür zu bezahlen. Wenn du es aber riskieren willst wäre meine erste Idee (ad hoc) die Töpfe aufzuhängen und mittels einer Art "japanischem Fadenziehen" über einen Rahmen einzeln 10 mm hochzuhieven. Dann kannst du das Gewicht am Rahmen mit nur einer Waage Messen. Die kann dann beliebig genau sein, je nach Budget. Dafür brauchst du den Rahmen, 40 billige Getriebemotore, eine Waage und die Umlenkrollen. Dazu vielleicht noch ein paar bekannt Gewichte zum kalibrieren. Die würde ich auch bei den schon genannten Lösungen verwenden
Such dir ne Wage die zuverlässig funktioniert und nen rs232-Port hat. Alles Andere (auch Selbstbaulösungen) sind Käse. Mach das dem Professor klar und sorge dafür dass er das Geld springen lässt. Wirklich furchtbar mit welchen (geringen) Mitteln an deutschen Unis gearbeitet wird. Teilweise nichtmal Geld für anständige Stühle: (
Mach dem Prof klar dass die Entwicklung weitaus teurer ist wenn du das machst (bei 10 € die Stunde) als wenn ein ordentliches Gerät angeschafft wird!! Spreche aus Erfahrung! Es wird länger dauern als du dir jetzt denkst und am Ende wirst du frustriert sein!
Desweiteren verwertet die Pflanze zum Teil Wasser und CO2 und baut daraus Zellstoff, den du natürlich mitwiegst. Das bekommst du raus wenn du das tägliche Delta an Gewicht betrachtest und du musst natürlich dein Tara dementsprechend täglich anpassen. Ich kann dir zum Programmieren LabView empfehlen, das ist intuitiv und für Studenten günstig zu haben nur wenn nimm die original NI Hardware und keinen Arduino (spreche wieder aus Erfahrung!)
Harald schrieb: > Mag sein, dass es besser wird. Dennoch, für diese Art der > Differenzmessung ist HX711 deutlich ungeeignet. Wenn du das dennoch mit > Hilfe eines nachgerüsteten Drahtes verteidigen möchtest, gerne! Vielleicht wirst du mal konkret, welches der dir bekannten Designfehler ist. Bei mir jedenfalls kamen Module an, bei denen die Speisung von IC und Brücke über Eingangsschutzdioden von Steuereingängen erfolgte, weil AGnd nicht angeschlossen war. Wenn du meinst, dass da ein Draht keine adäquate Maßnahme ist, habe ich irgendetwas an der Bedeutung eines Drahtes für den sicheren Stromfluss nicht verstanden.
wendelsberg schrieb: > mindestens 0,1% Genauigkeit beim Wiegen - nichts fuer Anfaenger und > schon gar nicht im Billigbereich. So sieht es aus!
Waage schrieb: > Such dir ne Wage die zuverlässig funktioniert und nen rs232-Port hat. Wohl die beste Idee. Dann noch einen Barcode an den Topf und die 40 Dinger sind in 5 Minuten gewogen und erfasst.
> Ein Aspekt der noch nicht genannt wurde, ist der > dass die Pflanze mit der Zeit auch an Gewicht zulegt. Stimmt. Da scheint mir schon die Methodik falsch zu sein. wendelsberg
Wie wäre es mit einer Balkenwaage? Wenn es nur darauf ankommt das ursprüngliche Gewicht zu erreichen braucht man keine genauen Messwerte. Ein Schalter oder Lichtschranke als Sensor und soweit Wasser nachfüllen bis die Waage wieder umkippt. Dann wird die Wasserzufuhr gestoppt. Die Waage ist nicht nur sehr genau, sonder auch sehr empfindlich.
Wie schön, dass sich der TE so lebhaft an der Diskussion beteiligt... sonst hätte ich fast noch einmal den Durchflussmengengeber ins Spiel gebracht.
Frag mal bei Imkern nach einer Bienenstockwaage, das gibt es etliche Bastellösungen. Die können Dir auch sagen, welche China-Waagen was taugen und welche nicht.
Franz schrieb: > Auch muss ich mir um die Programmierung des RaspberryPI Gedanken machen, > weil ich mich mit diesem System bisher kaum beschäftigt habe. Für den Raspi gibt es Linux (Raspbian), da wäre Python ein schneller Einstieg, viele Schnittstellen-Protokolle sind schon dabei. Problem wären die 40 Messzellen, der Raspi hat nicht genug GPIOs, aber es gibt ja schöne Port-Expander. Ich tendiere wie schon oben gesagt auch zu einer guten Waage (wasserdicht abgedeckt) und einem "Verschiebebahnhof" für die Töpfe.
Hallo, Wie andere hier auch würde ich für deinen Zweck ebenfalls ne "fertige" Waage empfehlen (Gibt es für unter 200€ mit RS232). Statt der Pflanzen könnte man auch nur die Waage selbst verfahren: Das dürfte vom Platzbedarf als auch von der Komplexität der Mechanik wesentlich besser ausfallen. Eventuell könnte man mit der Waage auch gleich die Bewässerung mitfahren lassen, dann spart man sich die 40 Schläuche + Magnetventile. Außerdem wäre das ganze dann wesentlich besser skalierbar. Eine weitere Anmerkung: Wie schnell wachsen eigentlich die Pflanzen? Ein Teil der Pflanzenmasse entsteht ja aus CO2, so dass deine Töpfe bei gleichem Wassergehalt immer schwerer werden.
Achso und die Pflanzen wiegen nichts und wachsen auch nicht? wie willst du das bitte kompensieren beim wiegen? und dann die winzigen Töpfe, am besten auf Erde...ach ja...Dr... Also lass dir mal von einem Profi erklären, wie das geht (weiter oben ist besser) 1. Hochdruck Aerophonics (Nasa) 2. Niederdruck Aerophonics 3. DWC (deep water culture) 4. NFT (nutrient film technique) 5. Tröpfchenbewässerung 6. Kapillarbewässerung 7. Händisch Alle System müssen eingestellt werden, ansonsten Überschwemmung oder Austrocknung... Sensorik hat sich nicht wirklich bewährt.
Ich mag Enten schrieb: > Sensorik hat sich nicht wirklich bewährt. Vielleicht lag es an der Sensorik oder nach welche Gesichtspunkten werden die Systeme eingestellt?
Der Sensor müsste nur 4 mal pro Tag elektromechanisch an der Ladung angesetzt werden.Eine Mechanik lässt sich sicher einfach konstruieren.Elektromagneten bieten sich an.Ich bin auch interessiert an einer Bewässerungswaage.
Franz schrieb: > Für diese Versuche ist es notwendig, die Pflanzen täglich zu wiegen, und > die fehlende Differenz des Wassers händisch zu gießen, bis das vorgegebe > Gewicht wieder erreicht ist. Die Pflanzen gewinnen aber permanent an Gewicht hinzu. Das ist eine unlogische Vorgehensweise. Man müsste eigentlich nur dafür sorgen dass die Wurzeln entsprechend befeuchtet sind. Was sind das für Pflanzen? Summsum schrieb: > Frag mal bei Imkern nach einer Bienenstockwaage, das gibt es etliche > Bastellösungen. Die können Dir auch sagen, welche China-Waagen was > taugen und welche nicht. Das hatten wir hier schon mal. Das Problem besteht im Temperatur-Drift. Solche Systeme sind daher dann eher nur auf 1kg genau. Sumsum schrieb: > Ich tendiere wie schon oben gesagt auch > zu einer guten Waage (wasserdicht abgedeckt) und einem > "Verschiebebahnhof" für die Töpfe. Also man nutzt hier nur eine Wage und fährt einen Schlitten immer unter den entsprechenden Topf. Vorher auf null kalibrieren und dann messen. Das wäre eine gangbare Lösung.
Franz schrieb: > Jetzt bin ich am überlegen, ob ich mir mit meinem Bruder > (Mechatroniker) und einem Freund (Maschinenbau-Student) eine kleine > Anlage bauen kann, die die Bewässerung automatisch übernimmt. Kannst du nicht, da die beiden zu doof sind, eine Lösung zu finden. Sonst hättest du hier nicht gefragt. Und von Agrarwissenschaft hast du auch keine Ahnung. Macht ja nichts, deshalb machst du ja nun den Doktor.
>Ich bin Doktorand im Bereich Agrarwissenschaften an der Uni und muss in >den kommenden Jahren einige Pflanzenversuche im Gewächshaus durchführen. Wahrscheinlich ist die ganze Anlage schon gebaut, aber ich hätte die Konstruktion minimiert und mich an den Farmbot angelehnt: https://farm.bot/
Sensor: https://www.ramser-elektro.at/shop/bausaetze-und-platinen/giesomat-kapazitiver-bodenfeuchtesensor-erdfeuchtesensor-mit-beschichtung/ oder https://www.berrybase.de/bauelemente/sensoren-module/feuchtigkeit/analoger-kapazitiver-bodenfeuchtesensor?c=93 oder https://www.ebay.de/itm/5PCS-Analog-Capacitive-Soil-Moisture-Sensor-V1-2-Corrosion-Resistant-Cable-Wire/362631737492 1 Stück für etwa 1€ Doku: https://www.mikrocontroller.net/articles/Giess-o-mat https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/
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