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Bewässerungssteuerung – selbst gemacht

Schaltplan mit Multiplexer, für 4 Ventile

Ich bin faul!

Im Sommer jeden Tag eine Stunde beim Giesen im Garten die Beine in den Bauch stehen?
Ohne mich!
Und woher jemanden als Urlaubsvertretungsgieser bekommen?
Schwierig, sehr schwierig.

Also her mit der Technik

Somit musste eine Bewässerungsanlage her. Das Bewässerungssystem als solches stand schnell fest: Gardena Pipeline, mit insgesamt vier Versenkregnern OS 140 und einem AquaContour. Dazu noch zwei Micro Drip-Kreisläufe für unser Blumenbeet und die Tomaten / Balkonpflanzen. Das ganze hängt an drei getrennten Wasserhähnen, die rund ums Haus verteilt sind.

Jetzt mussten nur noch der/die passenden Steuerungscomputer ausgesucht werden. Aber irgendwie gab’s nichts, was mich wirklich begeistert hätte.

Meine Wunschsystem musste nämlich folgendes können:

  • bis zu 12 Ventile steuern
  • kompatibel zu den von mir gewählten Hunter Ventilen sein
  • steuerbar über mein Smart Home System (Domoticz)
  • möglichst ohne Hersteller-Cloudanbindung 

Da wird die Auswahl sehr eng. Am ehesten hätte noch das Smart Water Control von Gardena gepasst, aber das war mir viel zu teuer. Mit drei Steuerungen und allem Pi-Pa-Po wären das einige hundert Euro geworden. Von Profisystemen a la Hunter oder Rainbird will ich gar nicht reden.
Nach ein bisschen überlegen habe ich mir dann gedacht:
„Warum baust das nicht einfach selbst? Kann so schwer nicht sein.“
Und tatsächlich, das ganze ist relativ einfach umzusetzen.

So sieht der Aufbau aus

Im Endausbau, der im Frühjahr 2021 erreicht sein wird, habe ich folgenden Aufbau:

  1. Wasserhahn:
    • Zentralventil direkt am Hahn
    • Ventilbox mit zwei Ventilen, für Rasen und Beet/Hecke
  2. Wasserhahn:
    • Zentralventil direkt am Hahn
    • Ventilbox mit drei Ventilen, für Rasen, Gemüsebeet und Terrassenpflanzen
  3. Wasserhahn:
    • Zentralventil direkt am Hahn
    • Ventilbox mit drei Ventilen, für Rasen, Blumenbeet und Wassersteckdose

Die Zentralventile dienen dazu, damit ich jeden Strang eines Wasserhahns direkt komplett abschalten kann. Diese Ventile sind standardmäßig immer geschlossen und öffnen sich nur, wenn eines der sich im jeweiligen Kreislauf befindlichen Ventile öffnet. Das ist z.B. ganz praktisch, wenn jemand gegen den Anschluss an der Zuleitungsdose (die den Wasserhahn mit der Pipeline vor den Ventilboxen verbindet) rumpelt, etwa beim Rasen mähen. Ohne so ein Ventil würde das Wasser in Massen raus laufen und rumspritzen. Nicht dass mir sowas schon passiert wäre… nein, niemals…

Die Steuerelektronik

Ich habe mich für ein System entschieden, das im wesentlichen aus folgenden Komponenten besteht:
– NodeMCU V2 ( = komplettes ESP 8266 Entwicklerboard)
– MCP 23017 Multiplexer
– 3 x 4er Relais
– 230VAC auf 24VAC Trafo
– Software: ESP Easy
– Ventile: Hunter PGV 101-GB
– Ventilboxen: Gardena V3 und No-Name
Eine recht komplette Teileliste findet ihr im Anhang.

Den Multiplexer habe ich verwendet, da es bei mir sonst mit den GPIO-Pins vom ESP8266 zu knapp geworden wäre. Wer z.B. nur vier Ventile steuern muss, der kann sich den Multiplexer sparen und die Relais direkt an den ESP hängen.
Der Schaltplan für die einfache Lösung ohne Multiplexer sieht so aus:

Schaltplan für 4 Ventile

Prototypen-Schaltplan für eine Steuerung mit vier Ventilen

Und hier der Schaltplan mit Multiplexer:

Schaltplan mit Multiplexer, für 4 Ventile

Prototypen-Schaltplan mit Multiplexer für eine Steuerung mit vier Ventilen, aufrüstbar auf 16 Ventile

Achtung: Lebensgefahr!

Wirklich aufpassen muss man nur bei der 230V Zuleitung zum 24V Trafo. Wer sich nicht zutraut, so etwas selbst anzuschließen:
FINGER WEG!
Mit 230V ist nicht zu spaßen, da wird’s lebensgefährlich. Ich übernehme da keinerlei Verantwortung wenn jemand von euch eins gewischt kriegt und das eigene Gemüse von unten betrachten darf.
Zum Glück betrifft das nur diese eine Zuleitung, die kann man recht einfach isolieren. Der Rest sind 24V für die Ventile und 3,3V bzw. 5V für die Steuerelektronik, beides komplett harmlos.

Das ganze also nach Schaltplan zusammen löten und in ein passendes Gehäuse stecken. Bei mir ist das ein simpler Aufputz-Kleinverteiler mit Hutschiene, auf die der Trafo geklemmt wird. In dieses Gehäuse gehen somit zwei Zuleitungen rein: das Stromkabel für den Trafo, wobei ich den PE an die Hutschiene geklemmt habe, und die USB-Stromversorgung für den ESP. Da könnt ihr jedes beliebige Handynetzteil nehmen. Ich habe allerdings auch erst zwei der drei 4-fach Relaisblöcke installiert. Gut möglich, dass das Gehäuse zu klein wird, wenn ich kommendes Frühjahr alles fertig ausbaue. Das Gehäuse solltet ihr irgendwo im Haus an einem passenden Ort platzieren, damit

  1. der ESP eine Verbindung zu eurem WLAN bekommt
  2. ihr Strom habt, d.h. zwei Steckdosen für USB-Netzteil und Trafoanschluss
  3. die Steuerleitungen zu den Ventilen einfach, d.h. ohne all zu viele Löcher in irgendwelchen Hauswänden, zu verlegen sind

Also Zuleitung zu den Ventilen verwende ich A-2Y(L)2Y Erdkabel, 4x2x0,8. Diese sind extra u.a. für das Verlegen in Erde geeignet. Damit das ganze etwas wartungs- und ausbaufreundlicher ist, sind die Erdkabel nicht direkt an die Relais angeschraubt. Ich habe außen an dem Kleinverteiler mittels kurzen Zuleitungen steckbare Lüsterklemmen angeschlossen. Damit kann ich die Steuerleitungen bequem abtrennen und die Steuerelektronik in die Werkstatt bringen, ohne jedes mal groß rumschrauben zu müssen. Und die Leitungen kommen so auch nicht durcheinander.

Das ganze sieht aktuell so aus:

Foto der eingebauten Steuerung

So sieht aktuell meine in die Verteilerbox eingebaute Steuerung aus

Man erkennt im Gehäuse links die Platine mit NodeMCU und MCP, in der Mitte den Trafo und rechts zwei der Relaisplatinen. Über die Wago-Klemmen werden die beiden 24V-Leitungen (sind ja keine Pole, da Wechselstrom) auf die Relais und nach außen verteilt. Durch das linke Loch unten geht die 230V NYM-J 3×1.5 Zuleitung rein, durch die zwei anderen Löcher kommen die Steuerleitungen raus und gehen an die Lüsterklemmen. Im Moment werden nur zwei der drei Wasserhähne gesteuert, Wasserhahn 2 kommt im Frühjahr 2021 ans System. Deswegen sind es auch nur zwei 4er Relaisblöcke.

Die Software

Also Software kommt ESP Easy zum Einsatz. Das kenne ich schon von einem anderen Projekt, das ich gebaut habe. Unter ESP Easy findet ihr die Projektseite mit Anleitung für das ganze. Dort gibt es dann auch eine Erklärung, wie man via Domoticz die einzelnen Pins des NodeMCU oder des Multiplexers ansteuert. Für Systeme wie OpenHAB, FHEM oder NodeRed dürfte das ganze sehr ähnlich laufen. Kurz zusammengefasst:

  1. ESP Easy laut Doku auf den NodeMCU aufspielen und ins eigene WLAN bringen
  2. Unter „Hardware“ bei „I2C Interface“ SDA mit GPIO-12 (D6) und SCL mit GPIO-14 (D5) verbinden.Screenshot ESP Easy Settings
  3. Unter „Devices“ ein neues Device namens „Switch Input – MCP 23017“ erstellen und wie folgt konfigurieren:ESP Easy MCP 23017 Settings

Das war’s dann auch schon. Mit dem Befehl
http://ip.eures.esp.easy/control?cmd=mcpgpio,1,0
kann man nun z.B. das erste Relais (und somit das daran hängende Ventil) anschalten und mit
http://ip.eures.esp.easy/control?cmd=mcpgpio,1,1
kann man es wieder schliessen. Total easy.


Mittels Domoticz, das bei mir auf meinem sowieso vorhandenen Linux-Server läuft, kann ich die Bewässerung sehr flexibel steuern. Von einfachem Ein/Aus, über Zeitpläne bis zur wetterabhängigen Steuerung ist damit alles möglich. Und via VPN kann ich von überall auf der Welt ins System eingreifen oder kontrollieren, ob alles läuft.
Ein weiterer Vorteil ist natürlich, dass dieses System von keiner Herstellercloud abhängig ist. Dank Domoticz kann ich die Bewässerung aber trotzdem bei Bedarf auch via Alexa steuern, wenn ich möchte.
„Alexa, schalte das Blumenbeet ein“ – auch sehr fein.

Die Teileliste

Hier nun die Teileliste. Ich habe oft Teile auf Vorrat bestellt – man weiß ja nie, was einem noch so alles einfällt 😏 Gerade die Elektronikteile sind dadurch ziemlich günstig, auch ohne dass man sie in China bestellen müsste.

Elektronik:

Bewässerung (beispielhafte Auswahl):

Die mit Sternchen (*) gekennzeichneten Links sind sogenannte Affiliate-Links. Wenn du auf so einen Affiliate-Link klickst und über diesen Link einkaufst, bekomme ich von dem betreffenden Online-Shop oder Anbieter eine Provision. Für dich verändert sich der Preis nicht.

Shopping-Tipp zum Schluß

Noch ein Tipp zur Beschaffung der Bewässerungselemente wie Regner, Leitungen, etc.: wenn man den eigenen Bedarf genau geplant hat, wozu ich unbedingt raten würde, und es nicht so eilig mit der Installation hat, dann lohnt es sich auf diverse Angebote besonders für die Gardenateile zu warten. Irgendwo gibt’s das ganze Zeug immer wieder im Angebot. Und was auch eine super Quelle ist sind die Outlet bzw. B-Ware Shops von Alternate und Hitseller. Ich habe quasi alle meine OS 140 und den AquaContour als B-Ware gekauft, zum Teil für 30% vom Originalpreis. Einziges Manko waren immer nur die aufgerissenen Kartons und 1-2 Kratzer, die aber keinen Einfluss auf die Funktion haben. Trotzdem gibt es die Gewährleistung und Garantie in vollem Umfang.

An dieser Stelle muss ich noch einen Gruß an eine der besten Facebook-Gruppen raus schicken, die die Welt je gesehen hat:
Uncle Phil’s Werkstatt
Die Mitglieder dort haben mir bei der einen oder anderen Frage zu diesem Projekt sehr geholfen.

Ich hoffe, ich konnte euch ein wenig inspirieren. Wenn ihr Fragen habt, kontaktiert mich einfach über eine der vielen Plattformen, auf denen ich so unterwegs bin.

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