Elektronik im Gewächshaus


Die folgenden Beispiele zur Nutzung von elektronischen Baugruppen bzw. Computern sollen der Anregung dienen, ein Teil der aufgeführten Komponenten sind als Bausätze oder fertige Baugruppen im Fachhandel erhältlich.

Datenübertragung

Mit diesem Gerät können Sie sich 8 verschiedene Signale aus dem Gewächshaus in der Wohnung anzeigen lassen. Als Beispiel seien hier nur Temperaturkontrolle (Frostwarner) oder Fenster / Türüberwachung genannt.
Als Verbindung eignet sich eine einfache Zweidrahtleitung. Im Gewächshaus ist keine Stromversorgung notwendig. In gefährdeten Gebieten sind evtl. Blitzschutzmaßnahmen nötig.

Für die Standardwerte Temperatur und Luftfeuchte eignet sich auch ein Funksensor der für viele Wetterstationen angeboten wird. Dabei sollte nicht die billigste Variante gewählt werden, da bei diesen Geräten die Funkreichweite oft sehr begrenzt ist.
Für größere Entfernung zwischen Wohnort und Gewächshaus gibt es mittlerweile auch preiswerte Geräte die bei Unter/Überschreitung von Sollwerten eine SMS an ein Handy schicken können oder aber auch vorher gespeicherte Sprachnachrichten an jeden Telefonanschluss senden können.

Solartechnik

Zur energiebewussten Stromversorgung von kleineren elektrischen Geräten bietet sich im Gewächshaus die Sonnenenergie geradezu an.


Die einzelnen Ziffern bedeuten:

  1. Solarzelle
  2. Laderegler
  3. Solarakku
  4. Verbraucher


Eine spezielle Anwendung ist die Belüftung des Gewächshauses mit Solarenergie. Benötigt wird nur eine Solarzelle und ein Lüfter. Der Lüfter ist nur bei ausreichend Sonnenschein (und damit verbundenen hohen Temperaturen) in Betrieb.


Die einzelnen Ziffern bedeuten:

  1. Solarzelle
  2. Lüfter


Computer im Gewächshaus

Folgendes Beispiel zeigt die Verwendungsmöglichkeit eines Computers im Gewächshaus:

Die einzelnen Ziffern stellen folgende Baugruppen dar:

  1. 8 Analog-Sensoren z. B. zur Messung von Temperatur, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und Lichtintensität
  2. 8 Digital-Sensoren zur Erfassung von mechanischen Daten (z.B. Endlagenschalter für Fensteröffner)
  3. Messwerterfassungskarte im PC
  4. PC, ein ausgedientes Gerät reicht hier völlig aus, Monitor und Tastatur werden nicht ständig benötigt
  5. 8 digitale Ausgabekanäle
  6. Ausgabemodul mit Leistungsrelais zum Schalten von Heizung, Lüftung und elektr. Fensteröffner
  7. Netzwerkkarte zur Verbindung mit einem anderen PC (in der Wohnung) für die Datenauswertung und zur Fernsteuerung

Mikrocomputer

Eine praktischere Variante stellt der Einsatz eines programmierbaren Mikrocomputers dar. Dieser Computer ist sehr kompakt aufgebaut und besitzt 8 Analogeingänge zum Anschluss verschiedener Sensoren sowie 16 digitale Ein-/Ausgabeports, er enthält eine Funkuhr sowie einen Messwertspeicher.
Das Programm für den Mikrocomputer wird auf einem Standard-PC erstellt und danach mit einem Kabel zum Mikrocomputer übertragen. Die Programmierung erfolgt mit grafischen Symbolen oder in einem BASIC-Dialekt und erfordert nur minimale Programmierkenntnisse.

Datenlogger

Für statistische Auswertungen und zur gelegentlichen Kontrolle der Werte im Gewächshaus gibt es heute sehr preiswerte Datenlogger. Diese sind oft kleiner als eine Zigarettenschachtel und speichern Temperatur und Luftfeuchte jeweils aller 5 Minuten. Der Speicher ist erst nach ca. 3 Monaten erschöpft. Diese Geräte kann man dann über USB mit einem PC verbinden und die Daten auslesen. In den folgenden Beispielen ist das Temperaturspeicherverhalten eine Kleingewächshauses schön zu sehen, ebenso der Verlauf der Luftfeuchte nach Öffnen der automatischen Fensterheber.

2. Juli 2006


9. März 2007

Heizung / Lüftung

Je nach den örtlichen Gegebenheiten kommen verschiedene Möglichkeiten der Heizung in Betracht:

Flüssiggas / Petroleum
Die preiswerten Geräte sind nur zur gelegentlichen Heizung zu verwenden. Sie können als "Notvariante" oder bei extremen Temperaturen eingesetzt werden. Ich habe zwei Nachteile feststellen können: 
Bei sehr tiefen Temperaturen und entsprechend hoher Leistung des Flüssiggasheizgerätes kann dabei der Druckregler einfrieren und die Flasche vereisen. Dachdecker halten in diesem Falle die Flamme öfters mal auf die Flasche. Dies ist natürlich im Gewächshaus unmöglich, man muss daher den Druckregler anderweitig erwärmen. Geräte und Möglichkeiten dazu findet man im Campingbereich.
Das weitaus größere Problem besteht aber mit den Verbrennungsprodukten. Das Gas verbrennt zu Wasser und CO2. Letzteres wird zwar in größeren Anlagen zur Düngung verwendet, ist aber im Winter in unseren Gewächshäusern nicht erwünscht. Das Hauptproblem ist aber das Wasser. Mit einer Flüssiggasheizung steigt die Luftfeuchte im Gewächshaus drastisch an, dabei sollten die Kakteen bei niedrigen Temperaturen doch trocken stehen! Da hilft dann nur Lüften, wobei die Wärme dann wieder entweicht... Dieses Lüften ist bei kleinen Gewächshäusern auch aus einem anderen Grund nötig. Der Luftsauerstoff ist bei einem vollgestellten Haus sehr schnell erschöpft. In diesem Falle geht die Heizung durch eine (hoffentlich im Gerät vorhandene) Sauerstoffmangelsicherung aus.
Deshalb ist für den dauerhaften Einsatz ein professionelles Heizgerät zu empfehlen, dabei werden die Abgase mit einem Rohr abgeleitet und gleichzeitig Aussenluft für die Verbrennung angesaugt.

Elektrische Heizlüfter
Diese Variante ist wirklich nur in Ausnahmefällen zu gebrauchen. Ich habe früher mit einer installierten Leistung von 4kW ein paar Winter überstanden, dabei habe ich durch die Wintermonate den bisherigen Stromverbrauch eine Jahres verdoppelt. Falls es doch nicht anders geht: Am besten mehrere Geräte mit 1kW Leistung in den Ecken des Gewächshauses installieren. Dabei sind die teureren Geräte mit Metallgehäuse ein Muss. Nach meiner Erfahrung sind höhere Leistungen über eine Steckdose nicht dauerhaft zu betreiben, schon garnicht über eine Verteilerleiste aus dem Supermarkt. Diese Steckverbindungen machen bei hoher Luftfeuchte enorme Probleme, die Kontaktstellen erhitzen sich und im besten Falle brennt dann nur das Kabel an der Anschlussstelle ab. Bei hohen Leistungen sind die Geräte daher fest zu verdrahten. Dabei haben sich richtig alte Klemmen mit Öse und Schraube bewährt, keines falls die neuen Steckklemmen verwenden, auch wenn sie so einfach zu verwenden sind. Ebenso ist ein Thermostat zu verwenden der nach dem Prinzip der Flüssigkeitsausdehnung funktioniert. Elektronische Regler fallen gern mal aus, auch wennn sie einfach als Steckdosenzwischegerät zu handhaben sind. Falls doch mal irgendwo eine Verbindung "spratzelt" reagiert die Elektronik dann auch sehr seltsam, Temperatuen und eingestellte Zeiten verstellen sich wie von Geisterhand.

Fazit
Wenn irgend möglich sollte man also versuchen das Gewächshaus mit an die Warmwasserheizung des Hauses anzuschliessen.Auch wenn der Aufwand für das Verlegen der 2 Rohre in 80cm Tiefe sehr hoch erscheint, es lohnt sich allemal. Normalerweise braucht man da auch keine zusätzliche Pumpe, allenfalls zwei Absperrhähne im Haus. Die Heizungsanlage dürfte die zusätzliche Last sicher verkraften, da im Gewächshaus nur Temperaturen zwischen 4 und 10C erreicht werden müssen. Außerdem ist der Energiebedarf in der Nacht am höchsten und da wird in den Wohnräumen ja die Temperatur abgesenkt.

Lüftung
Für elektrische Zusatzlüfter gilt schon das bei den Heizern gesagte: Geräte im Metallgehäuse sind solider. Sie sollten hohe Temperaturen und UV-Strahlung (im Sommer) und Feuchtigkeit aushalten können. Im Sommer? Ja, wenn zuwenig Fenster im Gewächshaus vorhanden sind kommt man um eine Zwangslüftung nicht herum. Im Winter ist eine Luftumwälzung zwingend erforderlich um einer Temperaturschichtung im Gewächshaus zu entgehen. Im ersten Winter hatte ich im Gewächshaus in 2m Höhe 30°C, auf den Tischen 7°C ( da war auch der Thermostat) und unter den Tische in den Ecken waren es -5°C.   

Achtung

Bei Verwendung von Netzspannung im Gewächshaus sind die entsprechenden Vorschriften zu beachten. Die elektrischen Geräte sind unbedingt vor Wasser (und vor direkter Sonneneinstrahlung) zu schützen! Bei einem Selbstbau der Geräte ist auf einen entsprechenden Schutzgrad der Gehäuse zu achten, deshalb sind die Gehäuse etwas größer zu bemessen (Erwärmung der Elektronik).

Ein Fehlerstromschutzschalter wird dringend empfohlen!


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