Schaltung: 555-basierte automatische Bewässerungsanlage

Wer schon einmal nach dem Urlaub zu vertrockneten oder übergewässerten Zimmerpflanzen nach Hause gekommen ist, wird dieses clevere automatische Bewässerungssystem von Robert Edlinge zu schätzen wissen. Die ursprünglich in Elektor Juli/August 2005 veröffentlichte Schaltung überwacht die Bodenfeuchte und bewässert Pflanzen nur dann, wenn es nötig ist.

Die Schaltung

Die Schaltung misst die Bodenfeuchte mithilfe zweier Elektroden, die in die Erde gesteckt werden. Feuchter Boden leitet Strom besser als trockener, sodass der Widerstand zwischen den Sonden mit zunehmender Austrocknung steigt. Sinkt der Feuchtegehalt unter einen einstellbaren Schwellwert, aktiviert die Schaltung eine kleine Wasserpumpe.

Zwei 555-Timer-ICs bilden das Herzstück des Designs. IC1 erzeugt ein 500-Hz-Wechselrechtecksignal für die Sonden. Der Einsatz von Wechselstrom statt Gleichstrom reduziert die Elektrodenkorrosion und unerwünschte chemische Reaktionen im Boden.
  Das durch den Boden geleitete Signal wird verstärkt und von einem Spannungsverdoppler mit den Dioden D2 und D3 gleichgerichtet. Ist der Boden feucht genug, leiten die Transistoren T2 und T3 und sperren den zweiten Timer-IC. Trocknet der Boden aus, sinkt der Signalpegel, T2 und T3 sperren, und IC2 aktiviert die Pumpe über Transistor T1.

Die Pumpe arbeitet in zeitlich begrenzten Intervallen statt kontinuierlich. So hat der Boden Zeit, das Wasser aufzunehmen, und die Wurzeln werden nicht überflutet. Das Bewässerungsintervall lässt sich mit Potentiometer P2 einstellen, während P1 den Feuchteschwellwert festlegt.

„Das Funktionsprinzip der Schaltung ist denkbar einfach: Zunächst wird die Bodenfeuchtigkeit gemessen, indem ein Signal durch zwei im Erdreich platzierte Elektroden geleitet wird“, merkte Edlinge zu dem auf dem 555-Timer basierenden Entwurf an. „Der Feuchtigkeitsgehalt verhält sich dabei umgekehrt proportional zum gemessenen Widerstand. Zeigt diese Messung an, dass der Boden zu trocken ist, erhalten die Pflanzen eine vordefinierte Wasserdosis.“

Edlinge integrierte zudem mehrere praktische Sicherheitsfunktionen. Zusätzliche Elektroden erkennen überlaufendes Wasser im Untersetzer der Pflanze und schalten die Pumpe ab, während ein Schwimmerschalter im Wasserspeicher die Pumpe vor dem Trockenlaufen schützt.

Die Messsonden lassen sich aus Kupfer- oder Edelstahldraht fertigen; die Wasserverteilung erfolgt über dünne Kunststoffschläuche, die in unmittelbarer Nähe der Pflanzen mit Austrittsöffnungen versehen sind. Obwohl der Entwurf bereits vor zwei Jahrzehnten veröffentlicht wurde, stellt er nach wie vor eine praktische Lösung für eine zuverlässige und sorgenfreie Pflanzenpflege dar.

Das Projekt „Bewässerungssystem auf Basis des 555-Timers“

Der Originalartikel mit dem Titel „An Electronic Watering Can“ (Eine elektronische Gießkanne) erschien in der Ausgabe Juli/August 2005 der Fachzeitschrift Elektor. Hier geht es zum Artikel.

Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel erschien ursprünglich in einer Ausgabe von Elektor aus dem Jahr 2005. Aufgrund des Alters des Projekts sind einige Bauteile und Komponenten möglicherweise nicht mehr erhältlich. Dennoch soll das Projekt Sie dazu anregen, ein neues Design zu entwerfen.