Mein Weg nach Kona

Tagebuch eines Triathleten
 
 

Bewässerungscomputer Teil 1

Liebe Leser,

wie Ihr in meinen letzen Beiträgen lesen konnte, sind wir wieder aus dem Urlaub zurück. Der Frühling steht vor der Tür und ich habe noch ein Versprechen einzulösen. Genau genommen war es kein Versprechen, sondern mehr ein Angebot an meinen Bruder, der in der Nähe von Graz wohnt. Vor unserem Urlaub habe ich ihn Anfang des Jahres besucht, wir haben dann wie immer über alles Mögliche geplaudert, sind aber dann auf ein konkretes Problem gestoßen. Mein Bruder würde gerne die Bewässerung seines Rasens im Garten per Handy-App fern steuern. Aktuell hat er einen Gardena Bewässerungscomputer im Einsatz, der die beiden Rasensprenger abwechselnd ansteuert. Dieser erlaubt über die Woche verteilt jeden Tag mehrere Bewässerungen vor zu programmieren. Auch ein Anschluss eines Regensensors ist möglich, sollte der Rasen nass genug sein, wird er dann nicht bewässert. Soweit so gut, das Prinzip eines Bewässerungscomputers ist ja vermutlich jedem bekannt. Wir haben den gleichen Typ von Bewässerungscomputer im Einsatz, allerdings können wir nur eine Leitung damit steuern. Die Steuereinheit des Gerätes sieht aber sehr ähnlich aus, unseres hat halt nur einen Anschluss für ein elektromagnetisches Ventil, die meines Bruders hat halt zwei Anschlüsse. Super wäre es, wenn dieser Bewässerungscomputer also per Handy-App programmierbar und kontrollierbar wäre. Dann müsste er z.B. am Abend nicht im Regen zum Bewässerungscomputer auf die Terasse gehen, um die Bewässerung für diese Nacht zu deaktivieren, da es eh gerade genug regnet, dies wäre bequem vom Wohnzimmer aus per Handy möglich. Auch das Programmieren ist ein bisschen umständlich, dieses wäre über eine bedienungfreundliche Handy-App ebenfalls bequemer. Bei unserer Diskussion sind wir dann auf die Idee gekommen, da die kommerziell erhältlichen Lösungen von Gardena ein Vielfaches des einfachen Grundgerätes kosten und außerdem ein kompletter Umbau der Zuleitung zu den Rasensprengern notwendig wäre, einfach die Steuereinheit durch eine Eigenlösung zu ersetzen, die dann die gewünschten Features kann. Auch wären zusätzliche Erweiterungen möglich, wie z.B. ein Koppelung mit einer Überwachungskamera mit Bilderkennung, wenn z.B. die Nachbarskatze beim Kacken entdeckt wird, könnte die Bewässerung automatisch an gehen, um die Kontaminierung des Rasens zu verhindern. Diese Idee stammt leider nicht von mir, das hat Nvidia Developer Robert Bond, ja nicht 007 der Agent seiner Majestät James Bond, mit einem Nvidia Jetson TX1 schon vor Jahren realisert, wen es interessiert der kann seinen Beitrag "Build an AI Cat Chaser with Jetson TX1 and Caffe" im Nvidia Developer Forum nachlesen. Diese Lösung wäre dann schon etwas aufwändiger, für den Anfang wollten wir kleinere Brötchen backen.

Mein Bruder hätte gerne eine Lösung mit diesen Eigenschaften:

  • pro Wochentag bis zu 3 Bewässerungen pro Kanal programmierbar
  • per Android Handy-App ein-/ausschalten der beiden Rasensprenger
  • direkt über die Steuereinheit ein-/ausschalten der beiden Rasensprenger
  • zeitliche Überwachung einer Bewässerung auf eine wählbare Maximalbewässerungsdauer
  • spritzwasserfestes Design der Steuereinheit
  • Steuereinheit passt auf das vorhandene Grundgerät, kein Umbau des Wasseranschlusses notwendig

Dies alles und ein bisschen mehr, läßt sich mit einer ESP32 Node MCU von espressif realisieren. Diese kleinst Computer mit WLAN und Bluetooth sind ideal für IoT Anwendungen. Sie sind sehr preisgünstig, ein Board mit der ESP32 Node MCU kostet um die €13,-, wie schon geschrieben, mit WLAN und Bluetooth an Bord. Ich kann mich noch erinnern, als ein einzelner WLAN bzw. Bluetooth Transceiver um die €50,- kostete, da war aber noch kein Microcontroller dabei, geschweigen denn ein kompletter, funktionierender Microcomputer. Der ESP32 ist in der Lage über GPIOs die beiden Ventile anzusteuern, ein kleines OLED-Display wird über den Zustand der Steuereinheit Auskunft geben und über 4 Touchkeys kann man die notwendigen Benutzerinteraktionen direkt an der Steuereinheit vornehmen. Stomversorgung wird mit einer 9V Blockbatterie oder -akku erfolgen, wie beim Original von Gardena. Das Gehäuse selbst wird mit meinem Locxess Reptile-Extension Reinforced 3D-Drucker hergestellt und wird an das Design von Gardena angelehnt sein. Auf der Rückseite der Steuereinheit sind simple Audio-Chinch Buchsen für den Anschluss der Ventile.

Die originale Gardena Basiseinheit des Bewässerungscomputers hat auf der linken Seite die beiden Audio-Chinch Buchsen, über die beide Magnetventile angesteuert werden. Die Batterie habe ich nur für einen Größenvergleich in die Basiseinheit gelegt, sie findet normalerweise in der Steuereinheit ihren Platz.

Die Unterseite der Steuereinheit ist das Gegenstück zur Basiseinheit. Sie wird einfach mit den beiden Buchsen auf die Basiseinheit gesteckt. Durch den Aufbau ist sie spritzwasserfest, wenn man mit dem Schlauch direkt draufhält, wird wahrscheinlich Wasser in die Einheit eindringen, dann geht nichts mehr. Aber im Normalfall, wenn z.B. Regen fällt, sollte der Einheit nichts passieren.

Dies ist mein Versuchsaufbau, allerdings noch ohne die Touchkeys. Ich wollte nur einmal ausprobieren, ob durch die Ansteuerung mit den beiden GPIOs die 9V schaltbar sind. Ich habe dafür eine NPN Sziklai Darlington Schaltung gewählt. Dabei wird über einen NPN Transistor ein PNP Transistor geschalten, der NPN wird vom ESP32 direkt getrieben. Durch den PNP habe ich eine Hi-Side Schaltung meiner Last, dies erschien mir sinnvoller als eine Lo-Side Schaltung, bei der evtl. durch eindringendes Wasser ein Kurschluß gegen Masse auch bei ausgeschaltener Bewässerung möglich wäre. Die beiden Dioden habe ich parallel zur Last geschalten, wenn die Leitung offen ist, d.h. das Ventil angesteuert wird, leuchten sie. Ob ich das im Enddesign auch so machen werde, muß ich mir noch überlegen, eigentlich wäre es nicht notwendig, aber bis ich das Display korrekt ansteuere, ist es die einfachste Möglichkeit die Schaltung zu testen. Die Freilaufdioden parallel zur Last habe ich noch nicht in der Schaltung gesteckt, da ja auch noch keine reale Last geschalten ist.

Für die nächsten Beiträge habe ich noch einiges zu tun. Rein von der Schaltung her fehlen nur noch die Touchkeys, die Versorgung und die Schaltung für die Ventilansteuerung funktioniert ja schon. Der ESP32 unterstützt von Haus aus Touchkeys, ich werde 4 benötigen. Ein OK/Select-Key, Up-Key, Down-Key und Cancel-Key sollte reichen, um sich durch das einfache Menü zu hanteln. Das Gehäuse und die PCBs muss ich noch designen, fertigen und dann fehlen natürlich das ESP32 und Android Programm.

Die Steuereinheit mit dem ESP32 wird mehrere Zustände unterstützen:

  • Auto, automatische Bewässerung nach Programm
  • Manuell, manuell eingeschaltene Bewässerung
  • Programmier-Mode, über Bedientasten wird die Einheit programmiert, d.h. die Bewässerungszeiten eingegeben
  • Standby, keine Bewässerung ist aktiv, weder manuell noch automatisch
  • Koppelung mit dem WLAN, die Einheit wird mit dem WLAN gekoppelt

Ein Zustandsdigagramm werde ich noch nachliefern, aber ich glaube mit diesen Zuständen sollte ich auskommen. Diese State Machine läuft dann auf dem ESP32. Dazu kommt die Ansteuerung der beiden Ventile über die GPIOs, das habe ich für Testzwecke schon erstellt und die Behandlung der Touchkeys. Das wird noch ein bisschen kniffelig, bzw. fängt das mit dem Design der Touch-Flächen auf dem PCB an und hört mit der Feinabstimmung im Programm auf, da kommt es auch auf das Gehäuse an, wie die Touchkeys zu kalibrieren sind. Das Display will auch angesteuert werden, da muss ich mir noch einen Treiber programmieren, das OLED-Display wird über I2C angesteuert. Es ist ein 128x64px Grafikdisplay um knapp €5,00- von AZ-Delivery, dort habe ich auch das ESP32 Board erstanden.

Programmtechnisch kommt da noch einiges auf mich zu. Der Koppelungsmodus mit dem WLAN macht mir noch ein bisschen Kopfzerbrechen, aber es sollte möglich sein mit "GATT via Bluetooth" die WLAN Verbindung aufzubauen, dann normal über TCP/IP Sockets die Kommunikation abzuwickeln. Dafür sind auch auf Android Seite passende Klassen vorhanden. Natürlich soll der ESP32 so wenig wie möglich Energie verbrauchen, d.h. ich werde den "Power saver mode of WiFi" nutzen müssen, das ist auch nicht trivial, wie ich nach durchsehen einiger Beispiele gesehen habe.

Die Android-App werde ich mit dem Developer Studio von Google implementieren. Es soll möglich sein die App mit der Steuereinheit zu koppeln, das wird über GATT passieren, dann sollte man bequem die Programmierung der Bewässerung und die manuelle Antsteuerung vornehmen können. Mehr muss die App einmal nicht können, vielleicht fallen mir später noch ein paar Features ein.

Die Mindmap gibt einmal einen groben Überblick, was so alles zu tun sein wird. Ich werde sie natürlich im Laufe des Projektes verfeinern und erweitern, vielleicht lässt sich auch nicht alles so verwirklichen, dann muss ich mir halt eine neue Lösung einfallen lassen, mal sehen wie lange mich das Projekt beschäftigen wird, der Frühling kommt ja mit Riesenschritten.


Euer ultrafastfreddy

22.3.19 16:40, kommentieren

Angaga Tag 20

Liebe Leser,

leider war nun der letzte Tag unseres Aufenthalts auf Angaga gekommen. Dieser Tag war natürlich tauchfrei. Ich bin trotzdem schon sehr früh aufgestanden, da ich nochmal einen Sonnenaufgang fotografieren wollte.

Der Sonnenaufgang war wirklich einer der schönsten unseres Aufenthalts. Die drei Bilder sind innerhalb einiger Minuten aufgenommen worden, mir fällt dann immer die Entscheidung schwer, welches nun das Beste ist. In diesem Fall hatte ich die komplette Serie zur Auswahl, ich war schon auf da war es noch stockdunkel, so begann ich mit dem rot-orange Himmel bis die Sonne komplett aufgegangen war.

Diese kleine Spinne fiel mir während des Fotografierens auf, ich wollte eigentlich den Start des Wasserflugzeuges fotografieren, deshalb hatte ich das 100mm Makro montiert und dann kam mir die kleine Spinne dazwischen. Die Fotos des Wasserflugzeuges wurden nichts, da der Flieger auf der anderen Seite startete.

Am Nachmittag machten wir einen Inselrundgang, dies ist der 2. Jetty, der zur Sunset Bar führt. Davor sind die älteren Overwater Bungalows.

Der Strand im Norden der Insel ist auch noch gut erhalten, wenn man dann allerdings um die Spitze der Insel herum kommt, wird er immer schmäler und ist dann bei Flut gar nicht mehr vorhanden, wie ich schon in einem früheren Blogbeitrag bemerkt hatte. Die Palmen auf dieser Seite der Insel wurden auch schon teilweise abgestützt, da die Wurzeln von den Wellen freigelegt wurden, ohne die Stützen würden sie umfallen.

Im Zentrum der Insel ist die Shoppingmeile und die Rezeption. Davor und dahinter sind Seerosenteiche angelegt.

In der Bucht sieht man immer wieder kleine Haie ihre Bahnen ziehen. Das Wasser ist dort ca. 1m tief und über dem Sandgrund sind sie super zu erkennen.

Meinen Freund den Reiher habe ich dann bei der Beachbar wieder getroffen. Hier startete er vom Strand. Im Vordergrund sieht man die freigelegten Wurzeln der Palmen und Sträucher, dort wurden durch den Sturm ca. 5m vom Strand in einer Tiefe von fast 1m abgetragen.

Zu guter Letzt hatten wir noch einen super Sonnenuntergang. Diesmal waren wir allerdings nicht in der Sunset Bar, nach der Abrechnung auf der Tauchbasis, wollten wir noch einmal am Abend schwimmen gehen, kaum im Wasser kam ich zum Schluß, dass der Sonnenuntergang gut wird. Tatsächlich war das der schönste Sonnenuntergang aller drei Wochen, die Sonne versank in voller Größe im Meer, leider war fast keine hohe Bewölkung, ein paar Cirren wären super gewesen, so färbte sich der Himmel praktisch nicht.

Mit dieser herben Enttäuschung beende ich nun meinen Blog für diesen Urlaub und hoffe, dass ich Euch nicht zu sehr gelangweilt habe.


Euer ultrafastfreddy aus Angaga, Malediven

9.3.19 19:46, kommentieren

Angaga Tag 19, TG21

Liebe Leser,

heute sind wir extra um 06:00 aufgestanden um den Sonnenaufgang zu fotografieren. Mit den Sonnenuntergängen hatten wir ja bis jetzt nicht so viel Glück, ehrlich gesagt glaube ich das wird nicht besser. Die Wetterlage hat sich von heiter mit mäßigen Wind auf heiter ohne Wind geändert. Mittlerweile ist das Meer spiegelglatt, kaum Wellen, man sieht in der Bucht bis zum Grund. Das ist super für's Schwimmen und natürlich angenehm beim Tauchen, da man sich leichter auf dem Boot tut und auch die Aus- und Einstiege sind problemloser. Daher haben wir uns entschlossen es mal mit dem Sonnenaufgang zu versuchen, der ganz gut geworden ist.

Ich habe mich auf die letzten Sprossen unserer Leiter von der Bungalow Terasse in Meer gestellt und dann ca. 45min fotografiert. Natürlich habe ich mehr als nur die beiden Bilder, aber die Auswahl ist nicht so leicht. Am Anfang war die Sonne noch ganz klein und rot, dann wurde sie größer und ging von rot auf orange und gelb über, zum Schluß war sie dann ganz aufgegangen.

Viel interessanter als der Sonnenaufgang waren die kleinen Haie, die gefrühstückt haben. Einer schwamm ganz nahe an der Treppe vorbei, leider habe ich zu spät reagiert, das Foto wäre veraussichtlich sowieso nichts geworden, da ich das Fischauge montiert hatte und die Einstellungen waren für den Sonnenaufgang gedacht, d.h. ich hatte z.B. den Fokus auf Manuell und die Blende war zu weit zu, d.h. das Bild wäre verwackelt worden.

Unser letzter Tauchgang dieses Urlaubs führte uns zum Östlichen Rand des Ari Atolls zum Vilamendhoo Tila. Wie der Name schon sagt, liegt die Hotelinsel Vilamendhoo gleich daneben. Der Guide rechnete mit einer Strömung aus Osten, tatsächlich kam sie dann aus Westen, was nicht so gut war, da es in diesem Fall auslaufende Strömung war, damit war die Sicht relativ bescheiden. Mit einlaufender Strömung wäre die Sicht viel besser gewesen. Ich hatte noch immer das Makro montiert und hatte mich eigentlich auf viele kleine Details eingestellt. Mit der Strömung die ganz ordentlich war, ging dieser Plan natürlich flöten. Beim Abtauchen merkte ich schon, dass hier nichts nach Plan verlaufen wird. Wir kamen schnell am Riff an und schon hatten wir Probleme unsere Position zu halten. Eva und entschieden uns dann länger an der Strömungsspitze zu verweilen, da gleich beim Abtauchen ein Adlerrochen erschien.

Mit dem Weitwinkel hätte ich ein super Foto von dem Rochen machen können, mit dem Makro war ich natürlich viel zu nahe dran, daher sind auf diesem Foto primär die Kiemen zu sehen.

In voller Größe konnte ich ihn dann kurz danach bei seinem zweiten Vorbeiflug fotografieren, aber da sieht man schon an der Schärfe des Bildes, dass die Sicht nicht so gut war und der Rochen ein paar Meter Abstand hatte.

Diese Muräne war ein bisschen irritiert, da ich mich knapp einen Meter über ihr im Riff verankert hatte. Sie war gerade dabei sich die Zähne putzen zu lassen, der Putzerfisch war sehr emsig unterwegs.

Langsam aber sicher bewegten wir uns an die Strömungsspitze des Riffs, wo dann ein paar Graue Riffhaie auftauchten. Sie blieben eine Weile auch auf Distanz, daher stammen diese Fotos. Auch hier ist erkennbar, dass die Sicht nicht so besonders war. Die Haie waren sicher nicht viel größer als 1m Länge, mit dem 60mm Makro, welches wie ein 96mm Teleobjektiv funktioniert, erscheinen sie dann doch formatfüllend.

Nachdem wir uns von der Spitze des Riffs weg bewegt hatten, wurde die Strömung deutlich schwächer. Dann nutzte ich die Zeit noch ein paar Korallendetails aufzunehmen.

Diesmal habe ich mich auf die Hartkorallen konzentriert, die Weichkorallen bewegten sich zu sehr in der Strömung, da war es nicht möglich ein halbwegs brauchbares Bild zu machen.

Ich weiß natürlich auch nicht die Namen oder Bezeichnungen dieser Korallen, man findet sie hier allerdings an fast jedem Riff.

Diese Hornkorallen erscheinen beim Tauchgang ohne künstliches Licht dunkelgrün. Da der Rotanteil des Lichtes in dieser Tiefe einfach fehlt, erscheinen sie nicht in ihren tatsächlichen Farben.

Mit dieser herben Enttäuschung beende ich nun meinen Beitrag für heute, morgen ist unser definitiv letzter Urlaubstag in diesem Urlaub. Am Sonntag geht es dann um 06:00 mit dem Wasserflugzeug Richtung Male, daher ist Morgen neben ein bisschen Entspannung primär Koffer packen angesagt.


Euer ultrafastfreddy aus Angaga, Malediven

8.3.19 12:12, kommentieren