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Bis ein Raspberry Pi dieses Ventil steuern kann, ist einiges an Vorbereitung erforderlich.
Bis ein Raspberry Pi dieses Ventil steuern kann, ist einiges an Vorbereitung erforderlich. (Bild: Friedhelm Greis/Golem.de)

Raspberry Pi im Garteneinsatz: Wasser marsch!

Bis ein Raspberry Pi dieses Ventil steuern kann, ist einiges an Vorbereitung erforderlich.
Bis ein Raspberry Pi dieses Ventil steuern kann, ist einiges an Vorbereitung erforderlich. (Bild: Friedhelm Greis/Golem.de)

Lassen sich mit dem Bastelcomputer Raspberry Pi wirklich so einfach Projekte umsetzen? Auch für Linux-Novizen und Python-Anfänger ist das nicht unmöglich. Ein Selbstversuch.

"Lazy Gardening" heißt der neueste Gartentrend, über den sogar das Kleingärtnerfachblatt Gartenfreund jüngst ausführlich berichtet hat. Was liegt dem technikaffinen Gärtner näher, als einen Computer lästige Arbeiten übernehmen zu lassen? Mit dem Raspberry Pi müsste sich eine Lösung finden lassen, um von der heimischen Couch aus per SMS die Tomaten zu gießen und den Rasen zu sprengen. Schließlich ist er ein günstiger Bastelrechner, mit dem sogar Schulkinder das Programmieren lernen sollen. Also los.

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  • So sollte der elektronische Regenmesser ursprünglich funktionieren: Ein Durchflussmesser unter einem üblichen Regenmesser gibt Impulse. (Foto: Fabian Hamacher/Golem.de)
  • Die Regenmesser (oben) von Wetterstationen funktionieren hingegen nach dem Wippprinzip. (Fotos: Friedhelm Greis/Golem.de)
  • Die GPIO des Raspberry Pi lässt sich über einer Steckerleiste mit der Relaissteuerung verbinden.
  • Der gesamte Bastelrechner ist kaum größer als eine Scheckkarte.
  • Die Relaissteuerung lässt sich auf einer kleinen Platine unterbringen.
  • Beim Umgang mit 230 Volt auf der Platine ist Vorsicht geboten und sind die Sicherheitsvorkehrungen zu beachten.
  • Mit einer Testfunktion lässt sich per Schalter überprüfen, ob Ventil und Durchflussmesser funktionieren.
  • Das Ventil (oben) und der Durchflussmesser werden unter eine Regentonne geschraubt.
  • Eine einfache Relaissteuerung für ein Ventil mit einer Verstärkung für den Zählimpuls
So sollte der elektronische Regenmesser ursprünglich funktionieren: Ein Durchflussmesser unter einem üblichen Regenmesser gibt Impulse. (Foto: Fabian Hamacher/Golem.de)


Am Anfang des Projekts steht die Überlegung, einen handelsüblichen analogen Regenmesser digital aufzurüsten. Das Raspberry Pi soll kontinuierlich die Impulse eines Durchflussmessers zählen, der unter einem durchgebohrten Regenmesser befestigt ist. Per UMTS-Verbindung sollen die Daten dann regelmäßig ins Internet übertragen werden, so dass sie von einem beliebigen Ort aus abgelesen werden können. Denn trotz Regenradars und anderer Wetterprognosen: Ob es im Garten tatsächlich geregnet hat, lässt sich aus der Ferne eben doch nicht erkennen.

So schnell die Regenmessung revolutioniert?

Der große Vorteil des Raspberry Pi liegt in der individuell programmierbaren Ein-/Ausgabeschnittstelle (GPIO). Mit Hilfe eines Python-Programms sollte sich ein handelsüblicher Durchflussmesser damit auswerten lassen. Python gilt in den Raspberry-Anleitungen als leichte Programmiersprache. Doch ich fühle mich schnell an den Spruch von Exfußballbundestrainer Berti Vogts erinnert, wonach es keine leichten Gegner mehr gibt.

Wer 50 Zeilen Code braucht und nur 20 davon im Internet findet, muss sich eben doch gewisse Grundkenntnisse von Python aneignen. Was in diesem Fall etwas schwieriger ist als für einfache Shell-Skripte, die ebenfalls sinnvoll auf dem Raspberry Pi eingesetzt werden können. Schon die Frage, wie ein Python-Prozess am besten beendet werden soll, scheint nur etwas für Profis zu sein.

Der Code für ein einfaches Zählprogramm auf Interrupt-Basis ist aber schnell gegoogelt. Nachdem die Kontakte des Durchflussmessers auf eine Steckerleiste gelötet wurden, lässt sich der Regenmesser schon testen. Und siehe da: Der Zähler spuckt genügend Impulse aus, um eine genaue Anzeige der Durchflussmenge zu erhalten. So leicht lässt sich Regenmessung revolutionieren? Leider dann doch nicht. Simuliert man einen tatsächlichen Regenguss, laufen die Tropfen einfach durch den Sensor, ohne die Flügelrädchen mitzunehmen. Die Menge ist zu gering. Dem Hersteller zufolge soll möglichst keine Luft in den Durchflussmesser gelangen. Gegen diese physikalischen Gesetzmäßigkeiten ist auch das Raspberry Pi machtlos.

Komplizierte Fernverbindung

Wir müssen also auf konventionelle Regenmesser nach dem Wippprinzip zurückgreifen. Diese gibt es schon recht günstig in Kombination mit einer Wetterstation, die dazu noch Daten zu Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit sowie Windgeschwindigkeit und -richtung liefert. Es gibt reichlich Anbieter auf dem Markt, deren Geräte auch mit Linux kompatibel sind und mit einem Raspberry Pi ausgewertet werden können. Das günstigste dürfte ein Kombisensor-Bausatz von ELV sein. Ich entscheide mich für ein Modell von Oregon Scientific (WMRS200), das von einem Nutzer in Kombination mit einem Raspberry empfohlen wurde.

Bis die Wetterstation geliefert ist, widme ich mich dem nächsten Problem: der Fernkommunikation. In Kleingärten gibt es meist kein Festnetz und kein WLAN. Ein UMTS-Stick ist daher die einzige Alternative. Dieser soll aber zwei Funktionen übernehmen. Zum einen soll er eine Internetverbindung herstellen, zum anderen Textnachrichten empfangen können, um das Raspberry Pi per SMS steuern zu können. Auch in diesem Fall gibt es Software, die die entsprechenden Aufgaben übernimmt.

Das Standardprogramm für die Internetverbindung ist sakis3g. Es verfügt über einen interaktiven Modus (sakis3g --interactive "connect"), um die Verbindung herzustellen. Die eingetragenen Werte zum Anbieter (APN, Pin) und USB-Anschluss lassen sich anschließend in eine Kommandozeile eintragen, so dass sich die Verbindung über ein Skript starten lässt.

Auswertungssoftware mit vielen Funktionen 

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fg (Golem.de) 04. Mai 2016

Hallo Dieter, wie es im Artikel heißt, wird ein sogenanntes Zonenventil verwendet. Die...

jaykay2342 17. Apr 2015

Was für läuft denn da auf deinem PI? ggf hat der PI für deine Anwendung wirklich nicht...

rbugar 17. Apr 2015

Auch von mir ein großes Lob an den Autor. Interessant und amüsant zu lesen.

Moe479 04. Apr 2015

also eigentlich kannst du blumenkästen, sofern ablauflöcher vorhanden sind regelmäßig...

rofl022 30. Mär 2015

Falls das 38° sein sollten: So genau bekommst du das mit den möglichen Störquellen nicht...

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