Gartennerds

Türglockenverstärker

Ich gehöre zu den anonymen Amazonikern. Etwa zwei- bis dreimal pro Woche stehen die Kollegen von DHL & Co. vor der Tür  und spielen das beliebte Ist-jemand-zuhause-Roulette. Oft höre ich die Türklingel nicht, weil ich im Garten bin. Manchmal höre ich die Klingel nach dem siebten Läuten (unser Zusteller gibt nicht so schnell auf) und darf mich dann fragen lassen, ob ich gerade im Südflügel war.

Um das zu verhindern, möchte ich einen Raspberry Pi einsetzen, der erkennt, wenn die Türglocke läutet. Die üblichen Klingeltrafos arbeiten mit 8 bis 12 V Wechselstrom, was für dem Raspberry Pi recht unhandlich ist. Um das Schließen des Wechselstromkreises direkt als Eingang zu benutzen, müsste man die Wechselspannung erst gleichrichten und dann auf eine Spannung herunterdrosseln, die der Raspi verarbeiten kann. Das geht alles, ist aber aufwändig und erfordert auch mehr Verdrahtung, als in das Türglockengehäuse passt.

Ich habe deshalb einen anderen Weg gewählt und einfach einen Geräuschsensor an den Raspberry Pi angeschlossen. So sieht er aus:

noisesensor

Wenn ein Geräusch ertönt, das die eingestellte Lautstärkeschwelle überschreitet, gibt der Sensor eine definierte Spannung auf den „Out“-Pin. Dieses Signal kann der Raspberry auswerten und „weiß“ dann, dass es an der Tür geklingelt hat. Zum Einsatz kommt der noch recht junge Raspberry Pi Zero. Er ist etwa so lang  wie mein kleiner Finger, kostet 5 Euro und ist ein vollständiger PC, auch wenn man von der Rechenleistung keine Wunder erwarten sollte. Das ist er:

pizero-small

Der Anschluss des Geräuschsensors an den Raspberry Pi ist denkbar einfach. Neben der Versorgungsspannung muss der Sensor nur an einen freien GPIO-Pin angeschlossen werden. Ich habe GPIO 21 (= physisch Pin 40) gewählt. Über den Drehpoti im blauen Gehäuse wird seine Empfindlichkeit gesteuert. Sie möchten natürlich nicht ständig benachrichtigt werden, wenn in der Nähe der Glocke irgendwelcher Lärm herrscht (laute Stimmen, fallender Gegenstand, bellender Hund…). Das können Sie weitgehend verhindern, indem Sie den Sensor möglichst nah an den Klangkörper der Glocke montieren. Dann können Sie die Empfindlichkeit so einregeln, dass nur das laute Signal direkt daneben zum Auslösen führt. Ich habe den Sensor dazu in das Gehäuse der Türglocke eingeführt:

IMG_20160123_135200-459x500

Wenn es nun an der Tür klingelt, lasse ich im Haus und im Garten einige Lampen blinken. Wie man Lampen und andere Geräte automatisch ein- und ausschalten kann, können Sie im Artikel „Automatisches Gartenlicht“ nachlesen. Außerdem wird eine Nachricht per Twitter verschickt:

klingel-500x185

Der Programmcode, der für das Auslesen des Geräuschsensors benötigt wird, ist erfreulich kurz:

#!/usr/bin/env python3


from gpiozero import Button
from signal import pause
import os

def hat_geklingelt():
 #hier können beliebige Aktionen
 #ausgeloest werden, wenn es an 
 #der Tuer geklingelt hat
 os.system("/usr/local/shellscripts/klingel.sh")

button = Button(21, bounce_time=2)

button.when_pressed = hat_geklingelt
pause()

 

Für das Auslesen des Signals habe ich die gpiozero-Bibliothek verwendet. Sie hat zwar keine vorgefertigte Klasse für einen Geräuschsensor, aber das muss sie auch nicht – für die Software ist es egal, ob das Signal von einem Sensor oder einem gedrückten Schaltknopf stammt, also habe ich die „Button“-Klasse genommen.

Wichtig ist hier der Parameter „bounce_time=2“ in der button-Definition, denn das Klingelsignal „prellt“. Das heißt, es wird häufig nacheinander ausgelöst, wenn der Geräuschsensor anschlägt. Der Parameter bewirkt, dass alle eingehenden Signale innerhalb einer Zeitspanne von 2 Sekunden zu einem Signal zusammengefasst werden. Wenn Ihre Türglocke länger als 2 Sekunden läutet, sollten Sie diesen Wert noch erhöhen, sonst wird die eingestelle Aktion mehrfach ausgelöst.

 

trenner_knofi

 

 

Automatisches Gartenlicht

Ich mag sanftes, gemütliches Licht. Im Wohnzimmer haben wir auf Tischen und in den Bücherregalen eine Reihe kleiner Lämpchen mit niedriger Lichtleistung verteilt, damit wir nicht immer im vollen Flutlicht der Deckenbeleuchtung sitzen müssen. Damit wir die Lämpchen nicht einzeln abklappern müssen, um sie ein- und auszuschalten, benutzen wir Funkschalter. In den letzten Wochen bin ich ausführlich durch den Garten gerobbt und habe Stromkabel verlegt, um die Beleuchtung auch auf den Garten auszudehnen (es gibt zwar Funkschalter, aber leider immer noch keinen Funkstrom. Hmpf). Es sieht jetzt bei Dunkelheit so aus wie auf diesem Bild:

gartenlicht-1

Selbstmurmelnd ist die Fernbedienung für die Funkschalter immer irgendwie weg oder die Batterien sind leer, und überhaupt ist so eine Fernbedienung nicht annähernd nerdig genug, weil man sie ja noch manuell bedienen muss, wenn man sie denn endlich gefunden hat.

Da sich im Garten ja eh schon zwei Minicomputer vom Typ Raspberry Pi befinden (einer im Vogelhaus, der andere steuert die Bewässerung), könnte man die Lichtschalterei an einen der beiden delegieren. Ich möchte erreichen, dass

  • abends beim Einbrechen der Dämmerung das Licht eingeschaltet wird und bis 01.00 Uhr leuchtet.
  • Dann soll es aus bleiben, bis es um 06.00 Uhr wieder eingeschaltet wird, und
  • es soll dann leuchten, bis die Sonne aufgegangen ist.

Der Knackpunkt an dieser Aufgabe ist nicht die Technik – die ist, wie Sie gleich sehen werden, mit nur geringem Aufwand verbunden – sondern das Ermitteln der richtigen Schaltzeiten in der Morgen- und Abenddämmerung. Wenn Sie Ihre geographische Position kennen, können Sie den Zeitpunkt des Sonnenauf- und -untergangs berechnen. Die Mathematik dahinter ist aber wesentlich komplexer, als ich vermutet hatte; die Einzelheiten erspare ich mir hier, Sie können hier eine gute Zusammenfassung lesen. Es gibt aber andere Methoden, den richtigen Zeitpunkt herauszufinden:

  • Viele Wetterseiten zeigen den Zeitpunkt der Morgen- und Abenddämmerungen an. Man kann sich die Daten einfach aus dem Seitenquelltext herausschneiden und weiterverarbeiten. Das ist sicherlich die Methode, die den geringsten Aufwand erfordert.
  • Sie benutzen eine Fotozelle, hängen sie an einen A/D-Wandler und lesen den Helligkeitswert aus. Wie man analoge Daten digitalisiert und weiterverarbeitet, habe ich in einem Unterkapitel des PomodoPi-Projekts am Beispiel des Bodenfeuchtigksitssensors beschrieben.
  • Wenn Sie eine Photovoltaikanlage auf dem Dach haben, können Sie einfach deren Leistungsdaten auslesen. Wenn die Anlage weniger als 100 Watt produziert, ist es dämmrig.

Die beiden letztgenannten Methoden haben den Charme, dass sie auf die tatsächliche Lichtsituation vor Ort reagieren und nicht stur festgelegte Schaltzeiten abarbeiten. So geht das Licht auch an, wenn mal eine Horde dunkler Wolken durchzieht.

Jetzt aber zum Schalten und Walten! Schauen wir uns einmal die Funksteckdosen an. Das hier ist eine, die für den Außenbereich geeignet ist:

433-funkschalter

Auf der Rückseite gibt es eine kleine Klappe, die man aufschrauben kann. Dahinter kommen DIP-Schalter („Mäuseklavier“) zum Vorschein:

433-dip-schalter

Der erste Block von DIP-Schaltern ist mit den Ziffern 1 bis 5 beschriftet. Ist der Schalter oben, so steht dieser Wert auf „on“, unten ist „off“. Wenn, wie im Bild, die ersten drei Schalter „on“ sind, hat die Steckdose die Kennung „11100“ – das ist wie ein Name, offiziell heißt es „Gerätecode“.

Der zweite Block ist mit den Buchstaben A bis E beschriftet. Das ist der „Systemcode“. Er soll bei allen Steckdosen, die Sie benutzen, gleich sein. Außerdem darf man diese Schalter nicht miteinander kombinieren – nur einer der DIP-Schalter A bis E darf gleichzeitig „on“ sein.

Damit ist die Empfängerseite startklar – jetzt brauchen wir noch den Sender, der uns die Fernbedienung ersetzen soll. So sieht er aus:

433mhz

Dieser 433-MHz-Sender hat drei Anschlusspins: Plus, Minus und einen Signaleingang. Über letzteren teilt man dem Modul mit, wann er welche Befehle an die Funksteckdosen senden soll. Es wird mit dem Raspberry Pi an Pin 11 (GPIO 17) verbunden. Die Spannung sollte mindestens fünf und höchstens 12 Volt betragen – mehr Spannung bedeutet mehr Reichweite. Dort, wo auf der Platine „ANT“ aufgedruckt ist, können Sie noch eine Antenne, einen einfachen Draht mit etwa 20 cm Länge, anlöten. Auch das bringt nochmal ein bisschen mehr Reichweite.

Zum Schluss fehlt noch die Software. Wir benötigen die Software wiringPi und rcswitch-pi. So laden und installieren Sie sie auf dem Raspberry Pi:

cd
git clone git://git.drogon.net/wiringPi cd wiringPi
./ build

cd
git clone https://github.com/r10r/rcswitch-pi.git cd rcswitch -pi
make

Im Verzeichnis rcswitch-pi finden Sie jetzt das Programm send. So schalten Sie damit Ihre Steckdose ein:

sudo ./send 11100 2 1

Den Gerätecode 11100 haben Sie sicher schon wiedererkannt. Die 2 steht für den Systemcode „B“, und die letzte „1“ bedeutet „Steckdose einschalten“. Ersetzen Sie sie durch eine Null, um die Steckdose wieder auszuschalten.

Viel Spaß an dem Schalthebeln der Nacht… ;-)

funkschalter

trenner_bohne

Projekt PomodoPi: Erntezeit! Tomatentarte mit Ziegenfrischkäse und Rucola

Rechtzeitig zur Tomatenernte sind wir aus dem Urlaub heimgekehrt, und zwei Handvoll knallrote, ansehnliche Tomaten lungern jetzt in der Küche herum (Korrektur, 10 Uhr 45: eine Handvoll, die anderen gab’s zum Frühstück auf Toast). Für den Nachmittag habe ich eine Tomatentarte mit Ziegenfrischkäse und Rucola vorbereitet. So sieht’s aus, wenn es fertig ist:

dorade_lasagne_tsatsiki_tomatentarte-19

 

Zutaten für den Teig:

250 g Mehl
125 g Butter, kalt
50 ml Wasser
Prise Salz

Zutaten für den Belag:

1 Handvoll Rucola
3 bis 4 Tomaten, je nach Größe
150 ml Sahne
1 Ei und 2 Eigelb
150 g Ziegenfrischkäse
Salz
Pfeffer
Olivenöl

 

Eine Anmerkung vorweg: Tartes haben regional unterschiedliche Standardgrößen. Wenn Sie ein belgisches Rezept und eine französische Standard-Tarteform haben, haben Sie zu wenig Teig. Das französische Standardmaß für eine Tarte ist ein Durchmesser von 28 cm, während belgische und schweizerische Tartes etwas kleiner sind, nämlich 24 bis 26 cm im Durchmesser. Damit es nicht zu einfach wird, sind Elsässer Tartes größer, werden aber dünner ausgewalzt – das haben sich die Elsässer wahrscheinlich vom Flammkuchen abgeguckt. Die Teigmenge in meinem Rezept reicht, um eine französische Tarteform mit 28 cm Durchmesser zu füllen. Wenn Sie Nerven sparen möchten, kaufen Sie sich eine Tarteform aus Silikon. Meine ist aus beschichtetem Aluminium, aber beschichtet hin oder her: irgendwas klebt immer.

Und so geht’s:

250 g Mehl, 125 g kalte, in Stücke geschnittene Butter, 50 ml Wasser und eine Prise Salz erst mit der Maschine, dann von Hand zu einem Teig kneten. Ich gebe immer noch einen EL Kräutermischung „Provence“ in den Teig. Den Teig zu einer Kugel formen und in Folie eingepackt in den Kühlschrank geben. Dort soll er mindestens eine Stunde, maximal aber drei Tage bleiben (man kann den Teig auf Vorrat machen, eingefroren ist er etwa 3 Monate lang haltbar). Nach der Ruhezeit wird der Teig rund ausgewalzt, idealerweise etwa einen halben Zentimeter dick:

dorade_lasagne_tsatsiki_tomatentarte-15

Verrühren Sie ein Ei und zwei Eigelb mit 150 ml Sahne. Heizen Sie den Backofen auf 200° C auf (keine Umluft), zerbröseln Sie etwa die Hälfte des Ziegenfrischkäses und mischen Sie die Brösel unter das Ei:

dorade_lasagne_tsatsiki_tomatentarte-16

Schneiden Sie die Tomaten in Scheiben. Geben Sie den Teig in die Form und formen Sie einen Rand. Geben Sie dann die Ei-Käse-Masse in die Form und belegen Sie sie mit Tomatenscheiben. Würzen Sie die Tomaten noch nicht, das kommt später.

dorade_lasagne_tsatsiki_tomatentarte-17

Die Tarte geben Sie nun für 30 Minuten auf der untersten Schiene in den Backofen. Danach salzen und pfeffern Sie die Tomaten und geben den restlichen Ziegenfrischkäse dazu (und was Sie sonst noch gern dazu essen, ich habe Frühlingszwiebeln genommen, Peperoni passen auch gut dazu) und backen Sie die Tarte weitere 7 Minuten. Währenddessen wenden Sie den Rucola in Olivenöl und geben etwas Pfeffer dazu. Eine Aromatisierung des Rucola mit etwas feinem Balsamico ist auch lecker. Wenn Sie die Tarte aus dem Backofen nehmen, sollte sie etwa so aussehen:

dorade_lasagne_tsatsiki_tomatentarte-18

 

Heben Sie die Tarte aus der Form, sobald es die Temperatur zulässt, und geben Sie den Rucola darauf. Schneiden Sie die Tarte in Achtel, wie eine Pizza. Die meisten Tartes werden warm gegessen, schmecken aber auch noch kalt am nächsten Tag.

Guten Hunger!

P.S.: Dieses Rezept ist etwas ungewöhnlich, weil die Tarte in einem Gang durchgebacken wird. Mit Tomaten und Ziegenfrischkäse kann man das machen. Üblicherweise werden Tartes aber in zwei Durchgängen gebacken: zuerst backen Sie den nackten Teig, beschwert durch in Backpapier eingepackte harte Erbsen, für etwa 20 Minuten ohne weitere Zutaten („blindbacken“ nennt man das), danach wird die Tarte belegt und weitere 10-20 Minuten zu Ende gebacken, je nach Zutat. Dieses Verfahren funktioniert auch bei Pizza

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Projekt PomodoPi: Ernstfall

So, jetzt muss es funktionieren. Ich bin seit ein paar Tagen mit der Familie zum Camping in der Toscana und fräse mich dort durch die mitgebrachte Rezeptesammlung (praktisch: Rosmarin wächst hier in brusthohen Büschen gleich nebenan) und durch das literarische Lebenswerk von Richard Fortey und Bill Bryson sowie die großartige Neuübersetzung von 1001 Nacht von Claudia Ott.

Die ersten Cherrytomaten waren bei unserer Abfahrt gerade dabei, schüchtern zu erröten:
cherry-jun

Unsere Haussitterin haben wir mit uneingeschränkter Ernteerlaubnis ausgestattet, die Bewässerungstechnik läuft im „Augen-zu-und-durch“-Vollautomatikmodus. Momentan macht sie aufgrund der Witterung gerade Überstunden, gestern war die Erdtemperatur(!) in 10 cm Tiefe genau so hoch wie die Lufttemperatur hier in Italien:

toscanapi

Ein stinknormales Thermometer hatte ich leider nicht dabei, deshalb musste ein Raspberry Pi mit einem DS18B20-Temperatursensor herhalten.

Ansonsten gehe ich hier gerne „noch mal kurz auf die Acht“ – das ist die niedrigste Einstellungsstufe des Liegestuhls – und sinniere, welche gärtnerischen Heldentaten ich dem Garten als nächstes angedeihen lasse. Unkrautvernichtung mit Neodymglaslasern? Oder einfach nur eine Kräuterspirale? Fliederinnenbeleuchtung?

Hier in der Toscana kann man auch keine zehn Meter gehen, ohne auf einen prächtigen Oleanderstrauch zu treffen. Tante Google verrät, dass es unter den 160 gängigen Sorten etwa fünf gibt, die mit einem mitteleuropäischen Winter klarkommen… wir werden sehen. Erstmal bin ich gespannt, ob die Haussitterin in 14 Tagen noch was für uns übrig gelassen hat. Bis bald!

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Projekt PomodoPi: Leserfragen und Statusupdate

Blogleser Florian hat per Mail einige Fragen gestellt, die vielleicht auch für andere Mitlesende von Interesse sind, deshalb beantworte ich sie gern hier im Blog. Auf geht’s:

Ich habe so etwas ähnliches auch vor, allerdings nicht mit dem Raspberry Pi. Ich bin Elektrotechniker und halte persönlich nicht viel davon Sachen so direkt über den Pi zu schalten. Ich arbeite meistens mit einem Mikrocontroller dazwischen, den mein Pi fungiert nur als Homeserver mit Anbindung an meine Webspace.

Wenn es Dir nur um die reine Bewässerung geht, reicht auch ein Arduino o.a. aus. Bei mir fiel die Wahl auf den Raspberry Pi, weil daran auch noch zwei Webcams und die USB-Blumenampel hängen.

Allerdings wollte ich nach dem Magnetventil fragen, mit diesen Anschlüssen für Gartenschläuche. Hast du da evtl. ein Link?

Ich benutze dieses einfache Magnetventil, dass ich via Amazon bezogen habe: http://www.amazon.de/elektrisches-Magnetventil-fuer-Wasser-Luft/dp/B00ME6YBSK/ref=sr_1_3

Hängt das Magnetventil direkt an einem Wasseranschluss? Das wäre ja ordentlich an Druck?

Völlig richtig. Das Magnetventil kommt damit zwar klar, aber der Tropfschlauch dahinter entwickelt nach dem Öffnen des Ventils eine gewisse Dynamik, und dann hat man einen begossenen Pudel:

Begossener Pudel (Amiga, 5 Jahre)

Begossener Pudel (Amiga, 5 Jahre)

Ich habe allerdings am Wasserhahn einen Y-Abzweig, der regelbar ist. Dort kann ich den Druck auf das richtige Maß reduzieren und noch einen zweiten Schlauch anschließen. Ansonsten brauchst Du einen Druckminderer, den Du in jedem Gartenmarkt bekommst.

Wie steuerst du das Magnetventil, hast du da noch irgendwas zum Steuern dazwischen? Oder wie steuerst du des an?

Das Magnetventil wird mit 12V angesteuert, die der Raspberry Pi nicht liefern kann. Sie kommen von einem 12V-Netzteil, dass ich vom einem Relaismodul schalten lasse. Das Relaismodul ist von Sainsmart und speziell für den Betrieb an Raspberry & Co. ausgelegt: Es ist active low, zieht also an, wenn ich am Raspi einen GPIO auf LOW ziehe.

Weitere Fragen beantworte ich gern in den Kommentaren!

Aktuell sind die Thorstens übrigens noch etwas grün im Gesicht, machen sich aber schon recht gut:

Viele Grüße von den Thorstens!

Viele Grüße von den Thorstens!

Bis bald!

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Projekt „Balkon-AuTomaten“ – 3D-Exkurs

Hallo zusammen!

Nachdem Charly mit dem Raspberry Pi schon mächtig vorgelegt hat (und ich aus Zeitmangel immer noch keinen blassen Schimmer habe, wie ich an viele Feuchtigkeitssensoren komme), schreibe ich als nächsten Artikel einen kleinen Exkurs über 3D-Druck und – als praktisch anwendbares Beispiel -, wie man gedruckte Teile im Garten einsetzen kann. Fertiges Beispiel-Objekt ist dieser Etagen-Blumentopf, der als Tischdekoration mit kleinen Pflanzen geplant ist:

Blumentopf-Fertig

Druck-Blumentopf

Und jetzt: Schritt für Schritt von der Idee zum Objekt!

3D-Modelle für die gewünschten Gegenstände kann man sich mit geeigneter 3D-Software wie z.B. Sketchup (nein, nicht die Comedy-Serie …) entweder nach Wunsch selbst erstellen, wofür es ein wenig Erfahrung mit 3D-Modellierung benötigt – oder man benutzt eine der zahlreichen Seiten im Netz, auf denen es unglaubliche Mengen an bereits fertigen Modellen zur Auswahl gibt.

Die wohl bekannteste Seite dürfte Thingiverse sein – dort gibt es zu allen vorstellbaren Themenbereichen Modelle zum herunterladen. Für diesen Artikel habe ich mich dort an einem Beispiel bedient und habe diesen Topf hier verwendet: http://www.thingiverse.com/thing:291066 (Lizenz http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ )

Ein Modell wäre also da – was nun? Um das Modell in etwas greifbares zu verwandeln braucht es noch drei Dinge: Einen geeigneten 3D-Drucker, etwas Software und das Ausgangsmaterial.

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Projekt PomodoPi: ab ins Beet!

Ja, Ende April ist eigentlich etwas früh. Aber es ging nicht mehr, die Pflanzen sprengten praktisch ihre Töpfe. Was ich da rausgeholt habe, war ein harter, kompakter Wurzelballen, aus dem kein bisschen Erde mehr rauskrümelte. Also, Exodus auf die Terrasse. Da steht in einer windgeschützten Ecke ein kleines Hochbeet neben dem alten Kaninchenstall, in dem wir Holz und Grillkohle zu lagern pflegen. Außerdem gibt es in dieser Ecke Strom und einen Wasserhahn, und das Hochbeet steht unter dem Dachüberstand – wenn der Regen nicht gerade waagerecht kommt, bekommen die Tomaten nicht viel davon ab. Das Hochbeet enthält (von unten nach oben) groben Heckenschnitt, Rindenmulch, groben Kompost und Pflanzerde. Den vorbereiteten Raspberry-auf-Gardena-Adapter anzuschließen, den Tropschlauch zu verlegen und die Tomaten zu migrieren, dauerte zusammen keine halbe Stunde. So sieht’s jetzt aus:

install_500

Das Magnetventil ist mit Kabelbindern oberirdisch am Rankgitter befestigt, damit es im Notfall schnell im Zugriff ist.

rag-magnetventil_500

An der Wasserhahn-Seite habe ich das Ventil des Y-Adapters halb geschlossen, sonst ist der Wasserdruck für den Tropfschlauch zu stark und das Wasser perlt nicht, sondern fontänt etwa einen halben Meter weit. Jetzt stimmt alles:

tropfschlauch_500

Jetzt muss ich nur noch die Daumen drücken, dass es keine spontanen Nachtfröste mehr gibt. Schlimmstenfalls stülpe ich mal für eine Nacht das alte Zweimannzelt drüber :-)

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Projekt PomodoPi: der Raspberry-auf-Gardena-Adapter

So langsam kommt die Ziellinie in Sicht. Die Steuereinheit ist seit der vergangenen Woche fertig, so sieht sie jetzt aus:

rag-adapter-3_500

Alle Komponenten sind in Lego-Elemente eingefasst. Das hat mehrere Vorteile. Zum Einen ist so ein modularer Aufbau möglich, zum Anderen eignen sich die Lego-Technik-Elemente prima  dazu, die Kabelführung zu sortieren und Zugentlastungen einzubauen. Außerdem macht es Spaß – meine Frau und ich sind über 40 und wir schenken uns immer noch regelmäßig Lego :)
Wir konnten bisher schon

  • die Bodenfeuchtigkeit messen
  • eine Zeitraffer-Webcam betreiben
  • eine weitere Webcam mit Spezialfiltern ausstatten, um die Photosynthesetätigkeit in den Blättern zu zeigen
  • eine Webseite minütlich mit den aktuellen Informationen befüttern
  • eine USB-Blumenampel ansteuern

Aber die automagische Bewässerung fehlte bisher noch. Das holen wir jetzt nach. Auf dem obigen Bild sehen Sie am rechten Bildrand das Relaismodul (das senkrecht angeflanschte Ding mit den zwei blauen Quadern und einer Reihe von Kabelklemmen davor). So sieht es von hinten aus, also von dort, wo die Kabel zugeführt werden:

rag-adapter-2_500

Was genau macht so ein Relaismodul?
Stellen Sie sich einen Lichtschalter vor. Sie geben ihm einen Impuls (Drücken des Schalters), und er stellt einen Kontakt zwischen zwei Drähten her, worauf das Licht angeht. Auch das Relaismodul stellt einen Kontakt zwischen zwei Leitungen her, aber der Impuls ist nicht mechanisch (wie beim Betätigen des Schalters mit der Hand), sondern elektronisch.

Der Raspberry Pi hat, wie Sie inzwischen wissen, eine Reihe von „Pins“ auf einer Stiftsockelleiste, deren Zustand wir per Programm bestimmen können. Das Relaismodul ist sehr simpel zu beschalten. Es muss an Plus (5 Volt) und Minus angeschlossen werden, damit es überhaupt arbeiten kann. Mein Modul kann zwei Verbraucher schalten, für jedes gibt es einen weiteren Pin, IN1 und IN2. Ich verbinde IN1 mit Pin 7 am Raspberry Pi – andere Pins wären auch möglich gewesen, aber Pin 7 hatte gerade nichts besseres zu tun. Wenn ich diesen Pin auf „LOW“ schalte, erkennt das Relaismodul dieses Signal und stellt eine Verbindung zwischen den angeschlossenen Leitungen her. Diese gehören zu einem 12-Volt-Netzteil, dessen Spannung an den Raspberry-auf-Gardena-Adapter angelegt werden soll. So sieht der Adapter aus:

rag-adapter-4_500

Das Element ganz links im Bild wird an den Wasserhahn angeschlossen. Es ist ein Y-Verteiler. An die eine Seite kann ich einen Gartenschlauch anschließen, an der anderen Seite hängt das Bewässerungssystem. Durch den gelben Schlauch gelangt das Wasser zu einem Magnetventil, das ist das weiße Element in der Bildmitte. Normalerweise ist es geschlossen und läßt kein Wasser hindurch. Es besitzt aber zwei Metallklemmen. Wird an diese Klemmen eine Spannung von 12 Volt angelegt, öffnet es und lässt das Wasser in einen Perlschlauch fließen. Genau diese Spannung kommt von dem eben beschriebenen Relaismodul. Wann es öffnet, bestimmt der Raspberry Pi anhand der Bodenfeuchtigkeit. Sinkt sie unter 65 Prozent, öffnen sich die Schleusen. Bei über 80 Prozent schließen sie sich wieder. So ist sichergestellt, dass der Boden stets feucht genug ist, aber keine Staunässe entsteht.

Damit ist die gesamte Technik fertig, trotzdem bleibt vorerst alles graue Theorie. Bis ich die Pflanzen auf die Terrasse auswildern kann, wird noch etwa ein Monat vergehen, so lange gieße ich noch von Hand….

Projekt PomodoPi: Photosynthese sichtbar machen

Weil Biologie anno ’92 mein erstes Abifach war, weiß ich: Darüber, wie Pflanzen Energie aus Licht gewinnen, kann man prima sechsstündige Klausuren schreiben, in denen Begriffe wie Adenosintriphosphat, Phycobiline und Protonenpumpe (ja, wirklich!) eine zentrale Rolle spielen. Sie werden deshalb erleichtert sein zu hören, dass ich mir sämtliche Details verkneife und hier nur die absolute Kurzfassung in genau drei Sätzen bringe:

Grüne Pflanzen absorbieren das eingestrahlte Sonnenlicht fast vollständig, mit einer Ausnahmen: der Grünanteil wird zurückgeworfen („Grünlücke“, auch so ein toller Begriff).  Deshalb nehmen wir die Farbe der Blätter als Grün wahr. Die übrige Strahlungsenergie befähigt die Pflanze dazu, Kohlendioxid (aus der Luft) und Wasser (aus dem Boden) erst auseinander- und dann wieder zu mehr Grünzeug zusammenzuschrauben. Weil die Pflanze den dabei aufgenommenen Sauerstoff (das „O“ in H2O und CO2) nicht braucht, gibt sie ihn wieder an die Umwelt ab – was total praktisch ist, weil die Erde sonst primär von Schwefelbakterien bewohnt wäre.

Die Photosynthesetätigkeit ist also der Gradmesser für die Vitalität einer Pflanze. Die NASA macht sich das als Teil des LandSat-Projekts zunutze und betreibt ein gobales Photosynthese-Monitoring:

NDVI_1998

Um so etwas zuhause zu machen, brauchen wir nicht viel: eine Kamera ohne Infrarotfilter und eine zusätzliche Filterfolie, die genau auf die gewünschte Wellenlänge eingemessen ist. Beides gibt es fixfertig von der Raspberry Pi Foundation, die auch den Minicomputer entworfen hat. So sehen die Einzelteile aus:

kamera_zerlegt_500

Die kleine Platine ist das Kameramodul. Sie ist trotz ihrer geringen Größe recht leistungsfähig (fünf Megapixel) und ist mit ca. 30 Euro die preiswerteste Kamera, die man auf Wunsch mit oder ohne Infrarotfilter kaufen kann. Die Version ohne IR-Filter ist lichtstärker und wird meist als Nachtsichtkamera in Alarmanlagen eingesetzt, und natürlich von Gartennerds… In den richtigen Händen kann mit einer Infrarotkamera auch Kunst entstehen. Oben links im Bild ist die Filterfolie (vollständiger Name:Roscolux #2007 Storaro Blue), die noch vor das Kameraobjektiv geklebt wird. Zusammengebaut sieht das so aus:

lego_cameraonly_500

Aus der Kamera hängt ein kurzes Flachbandkabel, das ich gegen ein anderes mit zwei Metern Länge getauscht habe, um die Kamera flexibler aufstellen zu können. Für das Kabel hat der Raspberry Pi einen speziellen Anschluss, und auch die benötigte Software ist serienmäßig an Bord. Ein einziges Kommando genügt, um ein Bild zu schießen:

raspistill -o pomodopi.jpg

Und so sieht das Ergebnis aus:

photosynthese2

Wie Sie sehen, ist das nicht einfach nur irgendein Grünfilter. Achten Sie auf die Ampel in der unteren Bildmitte, ihr Grün ist schwach, aber klar und ungefiltert zu erkennen. Die Helligkeit, mit der die Blätter auf dem Bild erscheinen, ist der Gradmesser für die Photosynthesetätigkeit. Bei starker Sonneneinstrahlung, wenn die Chloroplasten richtig Party machen, werden die Blätter fast reinweiß angezeigt. Sinkt die Photosynthesetätigkeit, erscheinen die Blätter entsprechend dunkler.

trenner_brocco

Projekt PomodoPi: Blumenampel

Ich habe jetzt auch eine Blumenampel. So sieht sie aus:

blumenampel_500

Sie zeigt grün, wenn die Bodenfeuchtigkeit mehr als 65 Prozent beträgt (gelb, wenn man gießen sollte und rot, wenn’s zu spät ist). Wie Sie sehen, machen sich die niederrheinischen Thorstens recht gut. Auch die Cherry-Tomaten sind inzwischen geschlüpft und seit gestern steht der gesamte Nachwuchs aufgereiht auf zwei Ex-Sandkastenbrettern am Südfenster im Wohnzimmer.

Die Ampel (Hersteller: Cleware) wird per USB angeschlossen und ist natürlich frei programmierbar, und zwar sehr anfängerfreundlich. Sie funktioniert unter Windows, Linux und bald wohl auch unter OS X. Ich habe mir die Software für Linux hier heruntergeladen. Nach dem Dekomprimieren genügt ein make install, und man ist ist startklar. Mit diesem Kommando schaltet man die Ampel auf grün:

clewarecontrol -d 901846 -as 2 1

Sieht kryptisch aus, ist aber ganz einfach. Der Parameter -d <Zahl> gibt an, welche Ampel ich ansprechen möchte – ich könnte ja mehrere davon haben. Jede Ampel hat ab Werk eine eindeutige Erkennungsziffer, die ich mit dem Kommando clewarecontrol -l ermitteln kann. Mit dem Parameter -as 2 1 erfolgt die eigentliche Ampelschaltung. Dabei gibt die erste Zahl die Farbe an (0=rot, 1=gelb, 2=grün) und danach entweder 0 für „aus“ oder 1 für „ein“.

Die Sensordaten für die Bodenfeuchtigkeit hat der Computer ja eh schon, und so ist es recht einfach, mit einem kleinen Programm den Gieß-Status anzeigen zu lassen. So sieht das Programm aus:

#!/bin/bash

WDIR=/usr/local/shellscripts/wart

MOISTURE=$(cat /usr/local/shellscripts/moisturesensor/etc/moisture-vh400-1.text)

#debug

echo „Feuchtigkeit: $MOISTURE Prozent“;

#Ampel schalten

if [ $MOISTURE -ge 65 ]; then

  #Ampel auf gruen schalten

  clewarecontrol -d 901846 -as 2 1

  #Rot und gelb ausschalten

  clewarecontrol -d 901846 -as 0 0

  clewarecontrol -d 901846 -as 1 0

elif [ $MOISTURE -ge 55 ] && [ $MOISTURE -le 64 ]; then

  #Ampel auf gelb schalten

  clewarecontrol -d 901846 -as 1 1

  #rot und gruen ausschalten

  clewarecontrol -d 901846 -as 0 0

  clewarecontrol -d 901846 -as 2 0

else

  #Ampel auf rot schalten

  clewarecontrol -d 901846 -as 0 1

  #gelb und gruen ausschalten

  clewarecontrol -d 901846 -as 1 0

  clewarecontrol -d 901846 -as 2 0

fi

Natürlich kann man mit der Ampel alles mögliche anzeigen lassen. Am vergangenen Wochenende hat die Stadt Moers einen „Hackday“ veranstaltet (Kurzfassung: die Stadt gibt einen großen Haufen Daten aus allen Bereichen der Verwaltung frei und wer Lust hat, kann die Daten in eigenen Projekten frei verwenden). Ich habe dort die Ampel dazu benutzt, die Wartezeiten beim Bürgerservice anzuzeigen (grün = unter 10 Minuten, gelb = bis 30 Minten, rot = darüber. Lassen Sie mich wissen, wenn Sie weitere Ampelideen haben!

trenner_radi

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