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  Biosphäre Teich  
  Autarkes Teichsystem zur überwachung von pH, Wasserstand und Temperatur  
 

bild

Viele „Aquarianer“ kennen das Problem. – Bei längerer Abwesenheit droht das sorgfältig gepflegte ökosystem „Aquarium“ zusammen zu brechen. Nicht nur, dass die ausbleibende regelmäßige Fütterung die Lieblinge unter Stress zu setzen droht, nein auch die sich verschlechternde Wasserqualität oder ein Ausfall der Heizung kann zum Verlust oft auch sehr wertvoller Fisch-Exemplare führen.
Im Rahmen einer Projektarbeit zur „Computergestützten Messdatenerfassung/Regelung“ am Eduard-Spranger-Berufskolleg wurde von Tim Steckenreuter, Sabrija Lemezovic und Thomas General ein System entwickelt, das die überwachung und Steuerung eines „ökosystems“ Teich nach bestimmten Umgebungsvariablen ermöglicht. Aus finanziellen und zeitlichen Gründen wurden bei dieser Projektstudie Größen wie Nitrat oder Nitritgehalt des Wassers und andere für das Wohlbefinden der Fische wichtige Werte nicht erfasst, jedoch wäre eine Erweiterung auf diese Größen in weiteren Ausbaustufen möglich.
 
  Zielsetzung
 
  Alle Komponenten des Systems sollen möglichst lange ohne eine Wartung oder externe Eingriffe (ausgenommen die Einflüsse durch unsere Steuerung/Regelung) arbeiten, und die zu regelnden Parameter innerhalb der Toleranzen zu halten. Messwerte werden mit DASYLab aufgenommen, gespeichert und für reglungstechnische Zwecke direkt weiterverarbeitet. Die überwachung und Regulierung des ökologischen Gleichgewichtes im Aquarium/Teich soll über einen längeren Zeitraum (>3 Wochen) ohne Eingriff erfolgen. Eine überwachung mittels Web-Cam und Darstellung der Messwerte
 
     
  Umsetzung
 
 

Als „Ersatz“-Teich diente bei diesem Projekt ein Standard Aquarium mit 50 Liter Inhalt. Das Aquarium hat eine Abdeckung mit einer 15 Watt Leuchtstoffröhre, einen 50 Watt Heizstab und einen Außenfilter mit einer Fördermenge von bis zu 300 Litern pro Stunde. Außerdem wurde ein programmierbarer Futterautomate eingesetzt.
Die gesamte Elektronik, die für das Projekt benötigt wird, sowie die USB-Messkarte von National Instruments wurde in einer kompakte Schaltbox verbaut. Die Schaltbox wird mit 230V Wechselspannung versorgt. Alle neben der USB Messkarte benötigten Platinen wurden selbst hergestellt. Die Schaltbox bietet Anschlussmöglichkeiten für die eingesetzten Sensoren mit den entsprechenden Spannungsversorgungen.
Mit DASYLab wurde die komplette Messwerterfassung und Steuerung durchgeführt.

überwacht und geregelt bzw. gesteuert wurden:

Temperatur:

  • Regelung über den Heizstab (an/aus) auf eingestellten Sollwert.

Füllstand:

  • Wenn der Füllstand die max. Grenze überschreitet, wird solange Wasser vom Aquarium abgepumpt, bis der Soll-Füllstand erreicht ist.
  • Wenn der Füllstand die min. Grenze unterschreitet, wird solange Frisch-Wasser in das Aquarium gepumpt, bis der Soll-Füllstand erreicht ist.

Durchfluss:

  • überwachung auf Min-Wert; Alarm bei Unterschreitung.

pH-Wert:

  • Wenn der PH-Wert die max. Grenze überschreitet oder die min. Grenze unterschreitet, wird solange Wasser aus dem Aquarium gepumpt, bis der Füllstand die min. Grenze unterschreitet. Jetzt wird Frischwasser nachgefüllt, bis der Soll-Füllstand wieder erreicht ist. Ist der pH-Wert noch nicht im Sollbereich, wird der Vorgang wiederholt.

Licht:

  • Beleuchtung ein /aus nach Zeit
 
     
  Ergebnis
 
  Trotz des geringen finanziellen Aufwands und des engen Zeitrahmens konnte die Projektgruppe überzeugende Ergebnisse präsentieren. So gelang die mit DASYLab durchgeführte pH-Wert Ermittlung mit einer Toleranz von ±0,15% – ein Wert, der für diese Art der Messung einen höchsten Grad an Genauigkeit darstellt. Die Wassertemperatur, die eine wichtige Größe für das Wohlbefinden der Teichbewohner darstellt konnte mit einer Genauigkeit von ±1% für den Messbereich um 29 °C gemessen werden.  
 

 

Weitere Informationen erhalten SIe unter folgendem Link: Autarkes Teich System

 
 

 

Download: Dokumentation / Schaltbilder DASYLab

 

 
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