Modernisierung einer Zeitsteuerung zur Tennisplatzbewässerung

Hubert Högl, Oktober 2019

Die Idee

Die Zeitsteuerung "EDSt 1008", die man in der roten Box im Schaltschrank sieht, soll im Rahmen einer Bachelorarbeit durch eine modernere Lösung ersetzt werden, so dass die Einstellungen zur automatischen Bewässerung (Zeitfenster) über eine Web-Oberfläche gemacht werden können. Das neue Bedienfeld für die Zeitsteuerung würde wesentlich weniger Bedienknöpfe enthalten und wäre dadurch einfacher zu bedienen und weniger empfindlich für Störungen.

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Ein Vorschlag für ein neues Bedienfeld: Im Schaltschrank gibt es statt der "EDSt 1008" dann nur noch ein Bedienfeld mit sieben stabilen mechanischen Tastern. Jeder Taster startet beim Drücken die Beregnung eines Platzes, bei nochmaligem Drücken hört die Beregnung sofort auf. Über jedem Taster ist eine LED, die zur optischen Rückmeldung dient. Es kann immer nur ein Platz beregnet werden, d.h. solange ein Taster aktiviert ist, sind die anderen nicht aktivierbar.

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Vergleich altes/neues Bedienteil


Es sollte eine maximale Beregnungsdauer über die Web-Oberfläche einstellbar sein, die bei manueller Beregnung nicht überschritten werden kann (z.B. 15 Minuten). Das soll vorbeugen, wenn jemand vergisst, die manuelle Beregnung wieder abzuschalten.

Über einen Stufenschalter wird die Steuerung in einen von drei Zuständen gebracht:

  • "aus" -- Anlage ausgeschaltet
  • "man" -- manuelle Steuerung, d.h. automatische Zeitprogramme sind ausgeschaltet
  • "auto"-- automatische Zeitprogramme sind eingeschaltet

Sowohl im Zustand "man" als auch im Zustand "auto" kann man über die Tasten die manuelle Beregnung aktivieren.

Eine einzelne Status-LED, z.B. in der Farbe grün, sollte anzeigen, ob die Zeitsteuerung insgesamt im betriebsbereiten Zustand ist (noch nicht im Bild eingezeichnet).

Das neue Bedienteil wird im Inneren im wesentlichen aus einem preiswerten Einplatinencomputer bestehen, z.B. einem Raspberry Pi . Dieser Rechner übernimmt sowohl die Kontrolle der manuellen Steuerung (Tasten auf Frontplatte), als auch den Teil mit der Web-Oberfläche. Zur Auslieferung der Webseiten läuft auf dem Rechner ein Web-Server. Damit die Zeitsteuerung über einen Web-Browser bedient werden kann, muss der Rechner in einem lokalen Netzwerk erreichbar sein. Hier sind mehrere Möglichkeiten denkbar:

  • Die Zeitsteuerung könnte einen eigenen WiFi Accesspoint anbieten, über den die Einstellungen vor Ort vom Smartphone aus erfolgen.
  • Das Bedienteil zur Zeitsteuerung wird mit dem PC im Vereinsheim verbunden, der für die Platzreservierung verwendet wird. Auf diesem PC läuft bereits ein Web-Browser, der zur Bedienung vor Ort verwendet wird. Über einen Link könnte auch die Zeitsteuerung hier aufrufbar sein. Die Verbindung von PC und Zeitsteuerung könnte über ein Netzwerkkabel oder über WiFi erfolgen.
  • Ob die Zeitsteuerung auch von aussen über das Internet erreichbar sein wird, ist noch offen. Wünschenswert wäre es, da man dann die Beregnung auch von zu Hause aus steuern könnte. Bisher hat das Vereinsheim aber keinen eigenen Internetanschluss. Der PC zur Platzreservierung stellt zwar intern eine Internetverbindung her, jedoch steht dieser Anschluss nicht zur freien Verwendung zur Verfügung. Ob das prinzipiell möglich wäre, sollte mit den Machern der Platzreservierung besprochen werden.

Aktueller Stand 25. Januar 2020

Bedienteil

Die aktuelle Planung der Bedienung der Beregnungssteuerung im Schaltschrank sieht nun ziemlich minimalistisch aus. Es gibt für jeden der sieben Plätze einen Taster (zum Drücken, wie der Startknopf bei einem modernen Auto). Spieler, die einen Platz beregnen wollen, gehen zu dem Kasten und drücken auf den gewünschten Taster. Daraufhin startet die Beregnung. Die LED über dem Taster beginnt zu leuchten. Die Beregnung endet automatisch nach einer konfigurierbaren Zeit, z.B. 5 Minuten, wenn man keine weitere Aktion mehr macht. Wenn man innerhalb der 5 Minuten jedoch wieder auf den Taster drückt, hört die Beregnung sofort auf. Die LED erlischt, wenn die Beregnung aufhört.

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Aktuelle Planung der Bedienelemente.

Bei der alten Steuerung konnte man maximal zu einer Zeit einen Platz beregnen. Ob man mehrere Plätze auf einmal beregnen kann hängt von zwei Faktoren ab: 1) Reicht der Wasserdruck, und 2) hat die Ansteuerung der Pumpen genug Leistung. Bei der alten Steuerung ist die Leistung der Pumpenansteuerung auf eine bis allerhöchstens zwei beschränkt, bei der neuen Steuerung können maximal vier Pumpen zur gleichen Zeit laufen. Allerdings ist die Sache mit dem Wasserdruck erst durch einen Test feststellbar.

Sollte sich herausstellen, dass man mehr Plätze auf einmal beregnen kann, dann wird die Steuerung erlauben, dass man mehrere Taster zur gleichen Zeit drückt. Die Konfiguration der Steuerung erhält einen Zahlenwert, der die maximale Anzahl ausdrückt. Wenn diese Zahl erreicht ist, kann man keinen weiteren Platz mehr beregnen. Das ist erst wieder möglich, wenn die Beregnung von einem oder mehreren Plätzen aufgehört hat.

Die neue Steuerung kann auch ein Zeitprogramm abspielen, so dass mehrere Plätze nacheinander für eine bestimmte Zeitspanne beregnet werden (z.B. über Nacht). Das Zeitprogramm wird über die drahtlose Web-Schnittstelle über das Smartphone eingestellt und aktiviert. Gelegentlich kommt es vor, dass die automatische Beregnung aktiv ist, z.B. am Vormittag, wenn Besucher der Tennisanlage spielen wollen. Man hat nun jedoch als normaler Gast bei der neuen Steuerung nicht mehr die Möglichkeit, am Bedienfeld wie bei der alten Steuerung die Zeitautomatik zu beenden. Die "Auto-Aus Taste" ist genau die Taste, die man drücken müsste, um die automatische Beregnung für eine bestimmte Zeitspanne, z.B. 1 Stunde, zu unterbrechen. Nach der Stunde würde die automatische Beregnung wieder loslaufen. Die Zeitspanne ist ein Konfigurationswert, den man in der Web-Schnittstelle einstellen kann.

Die Status LED zeigt an, dass die Steuerung funktionsfähig ist.

Versteckte Bedienelemente:

Es gibt einen Ein/Aus-Schalter, der irgendwo versteckt am Gehäuse angeordnet ist, so dass er nicht versehentlich betätigt werden kann. Die Steuerung ist in den Sommermonaten dauerhaft angeschaltet, nur in der Winterpause wird die Steuerung abgeschaltet.

Es gibt im Inneren des Steuerungsgehäuses auch eine "Handsteuerung". Das sind sieben Schalter, mit denen man auch ohne einen Steuerungsrechner manuell die Pumpen ein- und ausschalten kann. Sollte es den Notfall geben, dass der Steuerungsrechner (Raspberry Pi 3) unerwartet ausfällt, dann kann man ihn entfernen und trotzdem die Plätze über die Handsteuerung noch beregnen.

Reichweite

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Zur Reichweitenmessung war der Raspberry Pi 3 als Access-Point (Hotspot) konfiguriert. Die Stromversorgung erfolgte aus der weissen USB Powerbank.

Zeitsteuerung (last edited 2020-01-25 20:18:21 by HubertHoegl)