(Progress) Automatisches Bewässerungssystem mit dem Raspberry Pi Pico

Dieses Projekte soll Teilnehmende dazu motivieren über ökologisch-nachhaltige Verbindungen zwischen Natur und Technologie ins Gespräch zu kommen. Dabei können Diskussionen zu digitaler Nachhaltigkeit sowie die Möglichkeit Ressourcen mit der Hilfe von Technologien zu sparen.

Dieses Webressource steht unter der CreativeCommons Lizenz:
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)

Einleitung

Kosten

Info

Als Zusatz können extra Jumper nur für das Breadboard verbaut werden, die das Kabelmanagment vereinfachen

Installation

Wir programmieren das Raspberry Pi Pico mit der Script-Sprache Micropython in der freien Entwicklungsumgebung (IDE) Thonny. Dazu nutzen wir einen Computer oder Laptop.

Was ist eine IDE?

Eine IDE (Integrated Development Environment) ist ein Programm, das beim Schreiben, Testen und Ausführen von Code hilft. Sie bietet viele nützliche Werkzeuge an einem Ort, wie z.B.:

Was ist Thonny?

Thonny ist eine einfache und benutzerfreundliche IDE, die speziell für Python entwickelt wurde. Sie ist gut geeignet für alle Menschen, welche das erste Mal anfangen zu Programmieren, so wie ich zum Beispiel, weil sie eine einfache Benutzeroberfläche hat und viele hilfreiche Funktionen bietet.

Übung

Versuche nach der Installation, siehe unten, über die IDE Thonny eine Bibliothek zu installieren, zum Beispiel die Bibliothek 'NeoPixel'.

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Installation von Thonny auf verschiedenen Betriebssystemen

Installation auf Windows

Installation auf Linux (Ubuntu)

sudo apt update

sudo apt install thonny

Installation auf macOS

Bauteile

Bauteile

Das Raspberry Pi Pico 'RP2040'


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Hier ein Beispiel bei der Programmierung in Micropython:

Pin = 28

Note

Manchmal kann es verwirrend sein, welche Nr. genau für die Programmierung verwendet wird, da es die PIN- und GP-Nummer gibt. Für uns als angehende Entwickler*innen sind aber nur die GP-Nummern wichtig, welche in der oberen Abbildung in grünen Kästchen dargestellt sind!

Bauteile

Kapazitiver Bodenfeuchtesensor v1.2

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Bauteile

Der Bewegungssensor 'HC-SR501'


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Info

Die Potenziometer an dem Bewegungsmelder 'HC-SR501' ermöglichen es der benutzenden Person, die Empfindlichkeit (Eng. Sensitvity Adjust) des Sensors anzupassen. Der zweite Potenziometer bestimmt die zeitliche Verzögerung (Eng. Time Delay Adjust) bis eine neue Bewegung erfasst wird.

Bauteile

DFplayer Mini Lautsprecher

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Bauteile

DFPlayer MP3 Player

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Bauteile

Relais 5V KY-019

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Bauteile

3V-5V DC Wasserpumpe

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Zusammenbau

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Der Code

Hier ist ein Beispielcode für eure Programmierung in Micropython in der IDE Thonny auf dem Raspberry Pi Pico.

from machine import Pin
import time

# Initialisiere den GPIO-Pin für das Relais (hier GPIO 15)
relay = Pin(15, Pin.OUT)

# Funktion zum Einschalten der Pumpe
def turn_on_pump():
    relay.value(1)
    print("Pumpe eingeschaltet")

# Funktion zum Ausschalten der Pumpe
def turn_off_pump():
    relay.value(0)
    print("Pumpe ausgeschaltet")

# Hauptprogramm
try:
    while True:
        # Schalte die Pumpe für 5 Sekunden ein
        turn_on_pump()
        time.sleep(5)
        
        # Schalte die Pumpe für 10 Sekunden aus
        turn_off_pump()
        time.sleep(10)
        
except KeyboardInterrupt:
    # Schalte die Pumpe aus, wenn das Programm beendet wird
    turn_off_pump()
    print("Programm beendet")

Reflexion

Einleitung

Mit diesem Making und Coding Projekt zu einem automatischen Bewässrungssystem, können junge Menschen durch das zusammenstecken der verschiedenen Bauteile ein kleines automatisches Bewässerungssystem bauen. Nachdem alles Zusammengebaut wurde, kann an einem Computer mit der Programmierumgebung (IDE) Thonny der Code, das Programm korrigiert werden. Beispielsweise wie häufig und wie lange die Pumpe pumen soll. Mit diesem Projekt könnt ihr zum Beispiel ein Beet, Kreuterpflanzen usw. bewässern und zu ökologischer Nachhaltigkeit ins Gespräch kommen.

1 Bauteile vorbereiten

Bereitet am besten vor dem Projekt die Bauteile etwas vor. Wenn euer Projekt besonders niedrigschwellig sein soll, wäre es gut, wenn ihr schon die Pins an das Raspberry Pi Pico ranlötet. Außerdem könnt ihr schon einmal Micropython (https://www.raspberrypi.com/documentation/microcontrollers/micropython.html) auf das Raspberry Pi Pico installieren. Hilfreich wäre auch etwas Isolierklebeband (Z. B. https://www.berrybase.de/isolierband-10er-pack-15mm-10m-farblich-sortiert) mit dem ihr die Steckverbindungen der Jumper 'sichern' könnt. Die jungen Menschen oder Teilnehmenden können dann anhand der Vorlage, siehe Zusammenbau, die Bauteile zusammensetzen. Stellt zum Testen zum Beuspiel ein Glas zur Verfügung und ein weiteres leeres Glas.

2 Nachdem Zusammenbau

Nachdem alle Menschen ihren Bausatz zusammen gebaut haben, können diese mit einem Micro-USB-Kabel und einem USB-Netzteil mit (1A und 5V) das Bewässerungssystem testen. die Pumpe kann hier einfach das Glas mit was gelegt/Stellt werden. Den Schlauch führt ihr in das leere Glas. Nun könnt ihr das Raspberry Pi Pico an das USB-Netzteil anschließen.

3 Verbessern und anpassen des Codes

Nun, nachdem ihr das Bewässerungssystem etwas getestet habt, könnt ihr versuchen, den Code/das Programm etwas anzupassen. Zum Beispiel die Dauer des Pumpens von Wasser, oder wie häufig die Pumpe pumpen soll (Z. B. alle 7 Tage).

4 Beim 'Machen' über Nachhaltigkeit sprechen

Während des Projektes könnt ihr mit den Menschen in Gespräch kommen. Sprecht vielleicht über Wasserverbrauch und wie Technologie helfen kann, Wasser zu sparen oder wo die Teilnehmenden vielleicht ein solches System einsetzen würden. Ggf. ergeben sich neue gestalterisches Projekte in eurer Einrichtung/Institution. Das Projekt ist extra so konzeptioniert, dass es auch mit einem relativ geringen ökonomsichen Aufwand umgesetzt werden kann. Dies ist nur dank Open Source, also offen einsehbaren Programmiercode möglich und Menschen, die diesen Code meist ehrenamtlich erstellen und bereitstellen. Hier kann sogar das Thema Gemeinwohlökonomie thematisiert mit den Teilnehmenden thematisiert werden

Zitation

Autor*in

Lizenz

Veröffentlichung

APA-Zitierweise

Pröhl, M. (2023, July 12). Automatisches Bewässerungssystem mit dem Raspberry Pi Pico. JFF – Jugend Film Fernsehen e. V. (Berlin). Fit for Gestalt Was Initiative. Abgerufen von https://wiki.fitforgestaltwas.org/books/bewegungsmelder-mit-led-streifen

Harvard-Zitierweise

Pröhl, M. (2023) Automatisches Bewässerungssystem mit dem Raspberry Pi Pico. [Online] Berlin: JFF – Jugend Film Fernsehen e. V. for Fit for Gestalt Was Initiative. Verfügbar unter: https://wiki.fitforgestaltwas.org/books/bewegungsmelder-mit-led-streifen (Zugriff am: 12 July 2023).

LaTeX bibtex-Zitationscode

Hier ist ein Beispielcode für die Zitation für LaTeX in der bibtex-Schreibweise

@misc{proehl2023,
  author = {Pröhl, Michelle},
  title = {Automatisches Bewässerungssystem mit dem Raspberry Pi Pico},
  year = {2023},
  address = {Berlin},
  publisher = {JFF – Jugend Film Fernsehen e. V.},
  note = {Für: Fit for Gestalt Was Initiative},
  url = {https://wiki.fitforgestaltwas.org/books/bewegungsmelder-mit-led-streifen},
  urldate = {2023-07-12}
}

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