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[BLOG] Produktion Bodenfeuchtesensoren & Ventilaktoren

Diskussion über unsere Sensoren & Akoren sowie Tipps & Tricks zum Einsatz, Einbau, Erfahrungen usw.
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StefanW
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[BLOG] Produktion Bodenfeuchtesensoren & Ventilaktoren

#1

Beitrag von StefanW »

Verehrte Foristen und Kunden,

wir freuen uns, dass wir nun mittlerweile die Produktion aufgenommen haben für:
  • Bodenfeuchtesensor
  • Ventilaktor

Zunächst ein paar Details und Infos zu den beiden neuen Produkten:

Bodenfeuchtesensor:

Über die letzten fünf Jahre haben wir an einem Bodenfeuchtesensor entwickelt. Es gab eine ganze Reihe von Aufgaben dabei zu lösen:
  • Hohe Messqualität: Für alle unsere Sensoren gilt: Wir nehmen nur das Beste an Sensorelementen und wir achten auf eine gute Signalverarbeitung, integrieren Überspannungsschutz und Stabilität. Ermittelt wird die Saugspannung, das ist die Kraft die eine Pflanze aufwenden muss um sich mit Wasser (gegen die Haltekraft des Bodens) zu versorgen.
  • Galvanische Trennung: Das Sensorelement wird eingegraben und die Messung erfolgt elektrisch. Damit das auch mit mehreren Sensorelementen gut funktioniert muss man diese daher galvanisch trennen. Daher haben wir DC/DC-Wandler und auch eine isolierte Datenübertragung in die Elektronik integriert.
  • Einfache Installation: Das Sensorelement ist abgesetzt und kann bis 30 m Entfernung von der Elektronik betrieben werden. Dies erleichtert die Installation. Die Sensorik wird vom Timberwolf Server (1-Wire) automatisch erkannt und eingebunden.
  • Robust: Die Elektronik ist in einem massiven Metalllgehäuse untergebracht mit Kabelverschraubungen, ordentlichen Klemmen, wasserabweisender Beschichtung und Druckausgleichsventil zur Schonung der isolation. Also bewährter guter ElabNET-Standard wie für alle unsere Professional Outdoor-Sensoren.

Und so sieht der Bodenfeuchtesensor aus:

2020-04-25_Bodenfeuchte_Pool.jpg
Die eigentliche Elektronik ist in dem Metallgehäuse untergebracht und daran wird der BUS (Eingang / Ausgang) sowie das Sensorelement (bis 30m abgesetzt) und ein optionaler Hülsenfühler für die Temperaturkompensation angeschlossen.



Ventilaktoren:

Ventile für die Bewässerungs müssen auch geschaltet werden. Meistens befinden sich diese Ventile im Garten, nicht selten auch in vergrabenen Ventilboxen. Wenn man nun nicht viele lange Leitungen ins Haus zu Aktoren führen will (Blitzschutz !) dann bietet es sich eigentlich an, die denzentralen Eigenschaften von Bussystemen auch zu nutzen. Da es wegen der Multi-Master-Eigenschaften des KNX-Bus kein guter Ratschlag ist, eine KNX-Leitung außerhalb des Hauses zu führen (weil sich dort jemand anklemmen kann, zumindest sollta man dies nicht ohne Linienkoppler mit aktivem Filter tun) bietet es sich an, den 1-Wire Bus für den Sensor auch für das Schalten der Ventile zu nutzen.

Darum haben wir einen Aktor speziell für die Anteuerung der Ventile mitentwickelt:
  • HW-Watchdog: Beim Schalten von Wasser sollte man immer aufpassen. Niemand möchte, dass - z.B. bei Abwesenheit - ein Beregner wochenlang durchläuft und das eigene Haus und das der Nachbarn überschwemmt, nur weil der Aktor das Abschaltkommando nicht mitbekommen hat. Daher haben wir einen in unserem neuen Ventilaktor einen HW-Watchdog implementiert der selbstständig und ganz lokal binnen einer Minute das Ventil abschaltet, wenn in dieser Zeit nicht ein entsprechendes (ERNEUTES) KeepAlive den Ventilaktor erreicht. Damit wird jede Leitungsunterbrechung, Kommunikationsstörung, Serverausfall usw. erkannt und entsprechend abgeschaltet.

    ==> Falls jemand KNX- / MODBUS- / MQTT Aktoren oder was auch immer einsetzen will: Achtet bei wichtigen Sachen wie Wasser bitte immer ob es eine automatische Abschaltung nach Zeitablauf / Watchdog gibt. Auch halte ich ein zweites Zentralventil mit einem separaten (gerne auch mechanischem) Zeitrelais das nur zu den angedachten Beregnungszeiten aktiv ist, für keinen Fehler (also von 2:00 Uhr Morgens bis 5:00 Morgens) damit keine falsch programmierte Logik zu einem Unglück führt. Baut Euch Sicherheiten ein bei solchen Dingen, das gilt auch für das Ansteuern von Motorschlössern usw.
  • Keine mechanische Abnutzung, weil Halbleiterrelais: Wir verwenden keine mechanischen Relais, sondern SSR, also Halbleiterrelais, damit keine mechanische Abnutzung und keine mechanischen Beeinträchtigungen durch großen Temperaturgang.
  • Schaltanzeige durch LED: Das Schalten der Relais wird in der Elektronik auch durch eine LED angezeigt.
  • Spannungsversorgung der Ventile über den Aktor: Damit man keine separate Box für die Verkabelung benötigt, sind Spannungsversorgung und Signalisierung über das Ventilaktorgehäuse geführt. d.h. 1-Wire Bus, Spannungsversorgung der Ventile und die Ansteuerung sind ganz einfach und übersichtlich über eine einzige Platine geführt. Damit kann man auch keinen Verdrahtungsfehler machen. Ganz einfach. In dieser Schaltung sind auch Filter enthalten die dem Anschluss der Bodenfeuchtefühler dienen.
  • Galvanische Trennung: 1-Wire und die Ventile sind galvanisch getrennt. Die SSR werden optisch angesteuert. Die Spannugnsversorgung der 1-Wire Elektronik erfolgt über DC/DC-Wandler.
  • Einfache Installation: Das Sensorelement ist abgesetzt und kann bis 30 m Entfernung von der Elektronik betrieben werden. Dies erleichtert die Installation. Die Sensorik wird vom Timberwolf Server (1-Wire) automatisch erkannt und eingebunden.
[*]Robust: Die Elektronik ist in einem massiven Metalllgehäuse untergebracht mit Kabelverschraubungen, ordentlichen Klemmen, wasserabweisender Beschichtung und Druckausgleichsventil zur Schonung der isolation. Also bewährter guter ElabNET-Standard wie für alle unsere Professional Outdoor-Sensoren. [/list]


Und so sieht der Ventilaktor aus:

2020-04-25_4-fach-Ventilaktor_oben.jpg
Die Elektronik ist ebenfalls in einem Metallgehäuse untergebracht. Daran wird der BUS (Eingang / Ausgang) und eine Spannungsversorung durchgeschleift und bis zu vier Ventile direkt angeschlossen.


In den folgenden Beiträgen zeigen wir Euch ein wenig über Produktion und Einbindung Software.

Hinweis. Der Zielpreis für die jeweiligen Elektroniken wird unter 100.- EUR liegen. Das Sensorelement - das in verschiedenen Leitungslängen verfügbar ist - kommt noch dazu.


lg

Stefan
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Zuletzt geändert von StefanW am Sa Apr 25, 2020 4:05 pm, insgesamt 5-mal geändert.
Stefan Werner
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#2

Beitrag von StefanW »

Am vergangenen Dienstag haben wir die Bauteile und die Platinennutzen erhalten. Die Bauteile wurden nun registriert (jede Rolle / Stange bekommt eine eigene Chargennummer) und ab nächster Woche beginnt dann auch schon die Produktion.


Lieferung der Bauteile und Nutzen am Dienstag:
2020-04-25_Lieferung_Dienstag_Uebersicht.jpg


Elektronik für Bodenfeuchtesensor:


Nutzen für die Sensorelektronik:
2020-04-25_Sensorplatine_Nutzen_1.jpg

Anschlüsse der Sensorelektronik:
2020-04-25_Sensorplatine_Nutzen_2.jpg
2 x 1-Wire Busanschluss mit WAGO-Klemmen für Zugang- und Abgang
1 x Anschluss des Bodenfeuchtesensors
1 x Anschluss (optionaler) 1-Wire Hülsenfühler an Schraubklemmen für Temperaturkompensation

==> Alle nötigen Anschlüsse an einer Platine und in einem Gehäuse. Damit einfache Installation, weiterverschleifen von Box zu Box im Garten ohne Notwendigkeit für andere Verteilungen / Boxen.


Unterseite der Sensorelektronik:
2020-04-25_Sensorplatine_BOT_Nutzen_3.jpg


Elektronik für Ventilaktor:


Nutzen des Ventilaktors:
2020-04-25_Ventilaktor_TOP_Nutzen_1.jpg


Anschlüsse am Ventilaktor:
2020-04-25_Ventilaktor_TOP_Nutzen_3.jpg
2 x Spannungsversorgung der Ventile und des Ventilaktors (bis 24 V Gleich oder Wechselspannung) für In- und Out
2 x 1-Wire Busanschluss mit WAGO-Klemmen für Zugang- und Abgang
4 x Ventilanschlüsse
1 x Power-LED (für Spannungsversorgung)
1 x 1-Wire Aktivitätsled (wird der Baustein angesprochen vom Bus)
4 x LED für die einzelnen Kanäle, damit man das Schalten auch sieht.

==> Damit sehr einfache Installation, weiterverschleifen von Box zu Box im Garten ohne Notwendigkeit für andere Verteilungen / Boxen und einfache Fehlersuche durch Anzeigen.



Nutzen des Ventilaktors:
2020-04-25_Ventilaktor_BOT_Nutzen_2.jpg

Ihr seht also, es geht nun los und sehr bald wird man diese Produkte dann auch im - vermutlich dann neuen - Shop bestellen können. Also, fangt an zu buddeln. :D

lg

Stefan
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devilchris
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#3

Beitrag von devilchris »

Guten Tag,

das sieht ja schon mal interessant aus.

Dann warte ich mal gespannt.

Gruß Christian
TWS 2600 #185 - 1.6.0 IP3,1x PBM#241 40/40/40, 3x USB-BM, VPN offen, Reboot möglich
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starwarsfan
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#4

Beitrag von starwarsfan »

Hoi Stefan
StefanW hat geschrieben:
Sa Apr 25, 2020 4:17 pm
Also, fangt an zu buddeln. :D
Da nehm' ich Dich beim Wort! Nächste Woche kommt der Gartenbauer und dann gibt's draussen wieder einen kleinen Rundumschlag... :dance:

Wenn alles so läuft wie geplant, werden genügend Leerrohre sowohl für Wasser als auch Sensorik im Erdreich verschwinden. :handgestures-thumbupright:
Kind regards,
Yves

- TWS 2500 ID:159 (VPN offen, Reboot nach Rücksprache) - PBM ID:401 - Wiregate - ControlPro - Edomi (Docker) - ... -

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bodo
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#5

Beitrag von bodo »

Hoi

Habt Ihr Empfehlungen für das Material und die Bezugsquelle einer solchen Beregnungsanlage?
Grüsse Bodo

TWS 2400 ID:64, VPN offen, Reboot möglich * Wiregate * zahlreiche 1-Wire Sensoren * einige BlitzART


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#6

Beitrag von StefanW »

starwarsfan hat geschrieben:
Sa Apr 25, 2020 11:15 pm
Da nehm' ich Dich beim Wort! Nächste Woche kommt der Gartenbauer und dann gibt's draussen wieder einen kleinen Rundumschlag... :dance:
Sehr gut Yves, auf gehts! :D

Julian, unser Entwickler wird auch seinen Garten damit ausstatten, der hat bereits bestellt. Mal sehen, ob er uns mit ein paar Fotos verwöhnt.

starwarsfan hat geschrieben:
Sa Apr 25, 2020 11:15 pm
Wenn alles so läuft wie geplant, werden genügend Leerrohre sowohl für Wasser als auch Sensorik im Erdreich verschwinden.
Das wird sicherlich genial bei Dir, wi immer bei Deinen Projekten. Vieleicht magst einen Thread öffnen für Planung & Ausführung?


Bei der Planung bitte auf folgendes achten:
  • Anschlussreihenfolge: In den Ventilaktoren sind hinsichtlich des 1-Wire Bus Filter und auch Spannungsversorgung 5 V für den 1-Wire eingebaut. Bedeutet: Aus der Spannungsversorgung der Ventile wird per DC/DC-Wandler auch die Spannung für den 1-Wire BUS und die Bodenfeuchtesensoren erzeugt. Das hat elektrische Vorteile (für die Reichweite) gegenüber der Versorgung der 5V über den 1-Wire Bus aus dem Haus. Daher empfehlen wir, den 1-Wire Bus zunächst über einen Ventilaktor zur führen und von dort über die Elektronik des Bodenfeuchtesensors. Wenn man mehrere Ventilaktoren und mehrere Bodenfeuchtesensoren hat, dann kann man das auch in einer Kette (zb. um den Umfang des Gartens herum) so fortführen, also Ventilaktor -> Bodenfeuchte -> Ventilaktor -> Bodenfeuchte usw.
    Wer keine Ventilaktoren einsetzen möchte, sollte die 5V dann separat vom Bus aus dem Haus führen und an der ersten Elektronik für die Bodenfeuchtesensoren einspeisen.
  • Leitungsverlegung Bodenfeuchtesensor: Die Bodenfeuchtesensoren selbst kann man von der Elektronik absetzen, um bis zu 30 Meter. Insofern, wenn man also einen solchen Sensor in der Mitte einer Grasfläche haben möchte, dann hat man die Auswerteelektronik zum Beispiel in einer Ventilbox (die man eingraben kann) und führt von dort dann die Verkabelung zum Sensorin der Rasenfläche / Beet usw. Womöglich auch im Leerrohr wegen Verbisschutz und 10-15 cm unter der Grasnarbe, damit Rasenmäher und Vertikutierer nichts beschädigen können.
  • Eingrabtiefe Bodenfeuchtesensor: Ideal ist es, den Bodenfeuchtesensor in etwa der Wurzeltiefe der Pflanzen zu vergraben, bei Gras kann man sicher auch etwas tiefer gehen, jedoch sollte das Bodenmaterial das gleiche sein. Also bitte nicht den Sensor in steinigen Boden vergraben, wenn die Pflanzen darüber in der Erde wurzeln.
  • Anzahl Bodenfeuchtesensoren: Jeweils in jedem Bewässerungsfeld, dass sich von anderen Unterscheidet. Zu beachten sind unterschiedliche Bodenbeschaffenheit, horizontale Böden gegenüber solchen in Hanglage, andere Besonnung / Beschattung, Unterschiedliche Pflanzenarten.
  • Anzahl Bewässerungszonen / Ventile: Das hängt vor allem vom Wasserdruck ab. Die Hersteller der Beregner geben an, welche Wassermenge für einen Beregner gefördert wird entsprechend dem Druck. Bitte dieses Thema nicht unterschätzen, auch bei der Verlegung der Rohre / Schläuche. Die Durchflussmenge hängt überproportional mit dem Durchmesser zusammen. Durch eine Wasserleitung mit 3/4 Zoll fließt gut die doppelte Menge Wasser gegenüber 1/2 Zoll. Bitte spart nicht beim Durchmesser. Nach Möglichkeit bei Ecken eher gro0ßzügige Radien verlegen anstatt 90 Grad Winkelstücke. Also entweder eine Druckerhöhung durch eine Gartenwasserpumpe vorsehen oder eben dann viele Ventile einplanen und die Bewässerung dann eben hintereinander schalten. Im Bereich Büsche und Beete kann auch gut mit einem Tropfschlauch gearbeitet werden, so dass die Bewässerung dort dann auch tagsüber vorgenommen werden kann, ohne jemanden zu stören.
  • Sicherheit: Keine 230 V in der Nähe von Wasser, hier nur mit Kleinspannung arbeiten. Mit der Verkabelung keine Schleifen bilden, damit ein Blitzschlag nicht in diese Schleife dann induzieren kann. Nach Möglichkeit ein zentrales Ventil vorsehen, welches die Anlage auf Basis einer separaten Steuerung - zum Beispiel eine mechanische Zeitschaltuhr - "scharf" macht. Super ist auch der Einbau einer zählenden Wasseruhr (Impulse an Impulszähler, z.B. Tasterschnittstelle) damit man den Wasserverbrauch im Auge hat. Damit kann man auch aus dem Urlaub prüfen, ob die Bewässerung zu Hause in etwa richtig tut. Bitte vertraut nicht Euren Künsten bei der Erstellung der Logik einfach blind, schnell hat man einen Fehler drin und mit Wasser kann es auch teuer werden.
  • Allgmeines zur Bewässerungsanalge:Bitte an Filter denken, damit feine Düsen nicht verstopfen durch Sand und automatische Entwässerungsventile am tiefsten Punkt der Anlage einbauen für die kalte Jahreszeit. GGfls. an Verbisschutz denken, Leerrohre sind billig. Zur Bewässerung gehört auch, an der Terasse im Sommer einen feinen Nebel versprühen zu können, das schafft Linderung in der Hitze und ein kleines Wasserspiel erfreut die Gattin und die Kinder.
Wegen Corona bleiben wir dieses Jahr wohl ohnehin zu Hause und die Sommer werden immer trockener. Also lasst uns unsere Gärten schöner machen.

lg

Stefan
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#7

Beitrag von StefanW »

Hoi Bodo,
bodo hat geschrieben:
So Apr 26, 2020 5:52 am
Habt Ihr Empfehlungen für das Material und die Bezugsquelle einer solchen Beregnungsanlage?
Ich lese immer wieder in diversen Foren, dass die Ventile und Beregner von Hunter recht gut sein sollen, eigene Erfahrung habe ich nicht. Als Bezugsquelle fällt mir das Beregnungsparadies ist, aber es gibt sicher auch weitere Shops.

lg

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#8

Beitrag von gbglace »

Stefan mit dem Punkt der lokalen Einspeisung der 5V, ist das sauber in Verbindung mit getrennten GND?
Da sind dann ja zwei davon an der Dreierklemme? Sollte sowas nicht immer vermieden werden?

Das das bzgl. Der Leitungslängen vorteilhafter ist lokal zu generieren leuchtet mir ein.


Der kühlende Wassernebel an Terrassen/Sitzecken ist ja mal ne geniale Idee, direkt notiert.
Grüße
Göran

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#9

Beitrag von StefanW »

gbglace hat geschrieben:
So Apr 26, 2020 8:57 am
Stefan mit dem Punkt der lokalen Einspeisung der 5V, ist das sauber in Verbindung mit getrennten GND?
Den GND der externen Versorgung müsste man dann natürlich ebenfalls mitanschließen. Wir haben hier WAGO-Busklemmen mit vier Anschlüssen pro Potential, also kein problem.

So richtig sauber ist es nur über den Ventilaktor und dessen galvanisch isolierten DC/DC-Wandler.

gbglace hat geschrieben:
So Apr 26, 2020 8:57 am
Der kühlende Wassernebel an Terrassen/Sitzecken ist ja mal ne geniale Idee, direkt notiert.
Jep. Ist nicht meine Idee. Das habe ich im letzten Jahr in einem Prospekt gesehen, da waren an den Ranken und Pflanzen bzw. an Beschattungen entlang um die Terasse herum usw. feine Nebeldüsen verlegt zur Kühlung. Finde das auch eine tolle Sache, zumindest in der Theorie.

lg

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#10

Beitrag von danik »

StefanW hat geschrieben:
So Apr 26, 2020 8:15 am
Hoi Bodo,
bodo hat geschrieben:
So Apr 26, 2020 5:52 am
Habt Ihr Empfehlungen für das Material und die Bezugsquelle einer solchen Beregnungsanlage?
Ich lese immer wieder in diversen Foren, dass die Ventile und Beregner von Hunter recht gut sein sollen, eigene Erfahrung habe ich nicht. Als Bezugsquelle fällt mir das Beregnungsparadies ist, aber es gibt sicher auch weitere Shops.
Habe bei mir auch Hunter von dvs-beregnung (habe gleich Box mit Ventilen bestellt, was alles schon montiert) und bin sehr zufrieden damit. Hatte vorher Gardena, liefen soweit auch ganz gut. Aber die Box von Gardena finde ich schlecht, und beim Auswechseln von Ventilen bekam ich die Ventile nicht mehr raus. Habe dann gewechselt.

Gruss
Dani
TW 950Q #321, VPN offen, Reboot nach Rücksprache

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