Erstickende Frösche
Wer einen Teich hat, der kennt das Problem vielleicht: Im Winter friert das Wasser. Das von den im Teich überwinternden Fröschen abgegebene CO2 kann nicht entweichen und die Tiere ersticken. Das ist aus biologischer Sicht kein großes Problem (natürliche Regulation), aber für den Gärtner dennoch ein unschöner Zustand.
Abhilfe sollen laut Baumarkt Styropor-Hauben schaffen, die quasi einen „isolierten Kamin“ darstellen. Bei langanhaltendem, starkem Frost funktioniert das jedoch auch nicht zuverlässig.
Auch für diesen Fall hält der Baumarkt eine Lösung parat: Eine Luftpumpe, die durch die Einleitung warmer Luft das Eis zum Schmelzen bringt, bzw. die Eisbildung von vorneherein verhindert. Leider setzt das voraus, dass warme Luft zur Verfügung steht, welche die Pumpe über einen Schlauch in den Ausströmer, der sich im Teich befindet, leitet.
Ich habe also eine Styropor-Kiste gebaut, welche ich mit einem handelsüblichen Heizwiderstand (aus dem Wetterschutzgehäuse einer Überwachungskamera) beheize. In dieser Kiste befindet sich die Luftpumpe.
Nun soll natürlich die Pumpe nicht 24 Stunden am Tag laufen und auch die Kiste muss dementsprechend nicht kontinuierlich beheizt werden. Mithin war es erforderlich, eine Steuerung zu entwickeln, die in Abhängigkeit der Wasser- und Innentemperatur der Kiste Heizung und Lüftung regelt. Die Idee zu TEICH-1 war geboren.
Die Funktion von TEICH-1
Es handelt sich um eine mikroprozessorgesteuerte, zeit- und temperaturabhängige Regelungseinrichtung zur Ansteuerung einer Teichbelüftungspumpe und zugehöriger Heizeinrichtung für die Eisfreihaltung im Winter. Zwei hochpräzise Platin-Temperatursensoren und eine robust aufgebaute 2-Kanal-Auswertungsschaltung ermöglichen eine praxisgerechte Regelabhängigkeit und schützen so einerseits vor Unterkühlung der einzuleitenden Luft und ermöglichen andererseits einen energiesparenden Betrieb. Über eine intuitiv bedienbare Menüstruktur kann aus neun verschiedenen Zeitplänen gewählt werden, nach denen die Belüftung gesteuert wird, sofern die Außentemperatur eine Grenze von +1 °C unterschreitet. Eine zweistellige 7-Segmentanzeige zeigt wahlweise die Außentemperatur, die Innentemperatur oder beide Temperaturen im Wechsel an. Ein manueller Einmalbetrieb (Ansteuern der Belüftungspumpe für eine bestimmte Zeit ist ebenfalls möglich. Für Service- und Erweiterungszwecke stehen eine ISP-Schnittstelle (ATMEL-Standard 6-polig) und eine RS232-Schnittstelle zur Verfügung. Etwaige Softwareupdates können damit problemlos ins System eingespielt werden. Die RS232-Schnittstelle kann in Verbindung mit dem ATMEL®-RS232-Interface für Debugzwecke oder Erweiterungen eingesetzt werden.
Die Hardware von TEICH-1
Kernstück der Regelung ist ein ATMEL ATMEGA8® -Prozessor. Die Signale der Platin-Temperatursensoren (Typ PCA 1.1505, 1 kΩ) werden in zwei Analogkanälen über eine praxiserprobte „Standard“-Schaltung mit je vier Operationsverstärkern ausgewertet und über den ADC des ATMEGA® ausgewertet. Der Mikroprozessor steuert in Abhängigkeit dessen und einer internen Uhr sowie des eingestellten Programmes zwei Relais (Lüftungspumpe und Heizung) an. Darüber hinaus enthält die Hauptplatine eine Stromversorgung und die Schnittstellen-Anschlüsse. Die 7-Segment-Anzeigen und Taster werden in platzsparender Bauweise aufgesattelt. Hier kommen Standard-Speicher-Decoder zum Einsatz (47HT4511). Die Kombination von Bauteilen der Durchsteck- und SMD-Technik gestattet optimale Ausnutzung der Platzverhältnisse. Die Europlatinen-Größe wird nicht überschritten. Die Platin-Fühler werden in 3-Leiter-Technik über abgeschirmte Leitungen angeschlossen und in ein verchromtes Kupferröhrchen mit Elastosil E41® RTV-1 oder vergleichbarem eingegossen.
Wichtig ist später, dass sich der Außensensor für die Wassertemperatur ziemlich an der Wasseroberfläche befindet, also nicht zu tief eingetaucht ist, weil die Temperatur natürlich wärmer ist, je tiefer man eintaucht.
Die Software von TEICH-1
Das Programm wurde in BASCOM geschrieben und steht sowohl im Quellcode, als auch in kompilierter Form zur Verfügung. Der Quellcode ist gut kommentiert, sodass individuelle Änderungen relativ einfach vollzogen werden können.
Dokumentation
Folgende Dokumente können durch Klick aufgerufen werden:
Hier finden Sie die komplette Dokumentation zum Nachbau als ZIP-Datei: Download
Rechtliche Hinweise: Der Nachbau ist nur für nicht-kommerzielle Zwecke gestattet. Sämtliche Urheberrechte sind zu wahren. CE- und WEEE-Symbol dienen nur der Illustration und dürfen nicht aufgebracht werden, wenn die Bedingungen für ihre Nutzung nicht erfüllt sind. ATMEGA ist ein eingetragenes Warenzeichen der Atmel Corporation, USA. Elastosil ist eine Marke der Wacker Chemie AG.
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