Donnerstag, 20. März 2025

Projekt: Intelligente Bewässerung durch optische Messung der Pflanzenaufnahme

 Noch eine Projektidee, ausformuliert durch ChatGPT. Ich habe in irgendeinem Artikel gelesen, dass die Pflanzen nur zu gewissen Zeiten "trinken". Keine Ahnung ob es wirklich so ist, aber ein Projekt, um dies festzustellen könnte für Kunder spannend sein. Das wäre auch ein Projekt mit Langzeitmessungen und solche kommen bei JuFo immer gut an. Also...

Einleitung

Pflanzen nehmen Wasser nur zu bestimmten Zeiten auf. Außerhalb dieser Phasen ist das Gießen ineffizient und kann sogar schädlich sein. Unser Projekt untersucht eine innovative Methode zur Messung der Wasseraufnahme von Pflanzen anhand der Stängelvergrößerung. Die gewonnenen Erkenntnisse können dazu beitragen, die Bewässerung von Pflanzen zu optimieren und Ressourcen zu schonen.

Wissenschaftliche Grundlage

Wenn eine Pflanze Wasser aufnimmt, quellen die Zellwände auf, wodurch sich der Stängel minimal verdickt. Diese Veränderung kann genutzt werden, um die idealen Bewässerungszeiten zu bestimmen. Die Messung erfolgt qualitativ und soll Wachstumsveränderungen oder Störeinflüsse wie Erschütterungen herausfiltern.

Messaufbau

Unser Messaufbau besteht aus folgenden Komponenten:

  • Pflanzenprobe: Getestet wird mit Topfpflanzen im Zimmer oder im Vorgarten.

  • Messvorrichtung: Der Stängel wird zwischen einer festen Begrenzung und einem beweglichen Spiegel eingespannt. Der Spiegel ist an einer Scharnier- oder elastischen Befestigung angebracht.

  • Laser & Detektion: Ein Laserstrahl wird auf den Spiegel gerichtet. Durch die Stängelverdickung lenkt sich der Spiegel minimal ab, was eine Verschiebung des Laserpunktes bewirkt.

  • Messung: Der Laserpunkt bewegt sich entlang eines mit Grauverlauf bedruckten Papiers. Eine Fotodiode misst die Verschiebung des Punktes anhand zuvor kalibrierter Werte.

Technische Umsetzung

Das Projekt verbindet verschiedene Fachbereiche:

  • Arduino-Programmierung: Die Fotodiode wird mit einem Arduino-Board ausgelesen, um die Messwerte zu erfassen und zu verarbeiten.

  • Biologie & Landwirtschaft: Die Messung der Stängelverdickung gibt Einblicke in das Wasseraufnahmeverhalten der Pflanze.

  • Optik & Technik: Die Ablenkung des Lasers wird genutzt, um kleinste Veränderungen am Stängel zu detektieren.

Ziel

Das Ziel dieses Projekts ist es, eine einfache, kostengünstige und effektive Methode zur Bestimmung der optimalen Gießzeiten zu entwickeln. Dadurch können Wasserressourcen effizienter genutzt und die Pflanzenpflege optimiert werden.

Fazit

Dieses interdisziplinäre Projekt vereint Biologie, Technik und Programmierung, um ein praktisches Problem in der Pflanzenbewässerung zu lösen. Es könnte nicht nur für den Hausgebrauch nützlich sein, sondern auch Perspektiven für die nachhaltige Landwirtschaft eröffnen.

 

 

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