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Digitaler Wasserstandsregler für Hydrokulturen

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Zugegebener Weise beschäftigt mich die Wasserstandsmessung und Regelung schon seit Jahrzehnten. Als Ingenieur der Elektrotechnik habe ich schon in jungen Jahren Schaltungen zusammengebaut, mit denen man elektronisch den Wasserstand von Pflanzen oder einfach in Wasserbehältern messen konnte. Die ersten Schaltungen baute ich vor 20 Jahren aber an dem Prinzip hat sich bis heute nichts geändert. Auf Kundenwunsch baute ich auch eine Zusatzschaltung, mit der man über ein Relais eine elektrische Wasserpumpe steuern konnte, die dann anhielt, wenn das Wasser aus einem Tank vollständig abgepumpt war. Die Elektronik hat sogar Jahrzehnte überdauert. Aber ich hatte damals den Schritt zur Kommerzialisierung nicht getan und die Pläne verschwanden wieder in der Schublade. Erst die letzten Jahre widmete ich mich wieder dem analogen und digitalen Schaltungsbau. Es sind verschiedene Audioverstärker entstanden, die einen festen Platz in der Stereoanlage haben sowie ein digitaler Pflanzenwächter, der wie ein Timer funktioniert und mir alle 4 Tage anzeigt, dass die Zimmerpflanzen zu gießen sind. Zu den Pflanzen gehört auch eine Hydrokultur. Bekanntlich besteht der Boden aus Substratkugeln, die von Wasser umschlossen sind. Erste Versuche mit alten Schaltungen ergaben, dass diese für die Aufgabe einer Regelung des Wasserstandes nicht brauchbar waren. Intensive Untersuchung der Schaltpläne und Neudimensionierung von Widerständen für die Wasserfühlung zur Auswertung mit als Komparatoren geschalteten Verstärkern ergaben einen neuen Schaltungstyp. Das Prinzip ist einfach: An zwei Elektroden, die sich unter Wasser befinden, wird eine Gleichspannung angelegt. Dadurch fließt ein winziger Strom zwischen den Elektroden, den man verstärken kann. Hängen die beiden Elektroden in der Luft, fließt kein Strom, da Luft ein Isolator ist. Mit diesem Prinzip kann man den oberen und unteren Wasserstand in einer Hydrokultur messen. Eine nachfolgende Logik ergibt folgendes: sinkt der Wasserstand der Pflanze durch ihren Verbrauch ab und fällt unter die untere Marke, wird solange Wasser mit einer Pumpe hinzugefügt, dass der Wasserstand die obere Marke erreicht. Dann wird die Pumpe wieder abgeschaltet. Der Bau eines digitalen Wasserstandreglers der ersten Generation führte zu einem funktionsfähigen Gerät, was alle Aufgaben erfüllte. Es hat drei Anschlüsse. Einer für die Elektroden im Pflanzenboden, einer für eine kleine Pumpe und einen für ein Steckernetzteil, welches das ganze System mit Strom versorgt. Über die eingebauten verschieden farbigen Leuchtdioden konnte ich die Funktion beobachten. Mit einem Schalter ließ ich mir die Option offen, die Pumpe manuell zu betätigen. War der Schalter offen, handelte es sich um eine Steuerung. Eine rote Leuchtdiode zeigte mir an, wenn die Pumpe in Gang gesetzt werden musste. So konnte ich über die Zyklen des oberen und unteren Wasserstands Buch führen. Ziel ist natürlich so ein Gerät marktreif zu bekommen. Dadurch, dass ich ein Steckernetzteil verwende, ist die Sicherheit mit 220V Netzstrom gewährleistet. Ein weiteres Gerät für die Regelung von Wasserständen ist in der Testphase, welches noch genauer arbeitet und die Abnutzung der Elektroden stark reduziert. Denn durch den winzigen Stromfluss entsteht auch ein chemischer Prozess, die Elektrolyse, die aber fast gar nicht ins Gewicht fällt. Meine Bemühungen sind, das Gerät marktreif zu bekommen. Dafür sind aber auch automatische Prozesse in der Fertigung notwendig, wie die Herstellung von gedruckten Schaltungen. Auch ist es wichtig, alle Zubehörteile bis zur kleinsten Schraube lieferbar zu machen und das ist noch sehr kompliziert. Aber was mich ohnehin freut, ist die Tatsache von einer Idee heraus Elektronik zu realisieren, die voll funktionsfähig ist und sich immer wieder neu entwickelt.

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