SmartFarm

Autoren: Isaac Mpidi Bita, Dominik Hermelingmeier
Betreuer: Prof. Göbel

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Einleitung

Diese Arbeit wurde im Rahme der Veranstaltung "Angewandte Elektronik" im Masterstudiengang "Business and Systems Engineering" (BSE/BaSE) angefertigt. Es werden folgende Ziele verfolgt:

• Auswertung von Sensorinformationen
• Ansteuerung von verschiedenen Sensoren und Aktuatoren
• Verarbeitung von Signalen im Rahmen der Mess- und Regelungstechnik mit einem Microcontroller

Die Veranstaltung wird mit einem mechatronischen Projekt begleitet, welches die folgenden Phasen beinhaltet:

• Projektplanung und Schaltungsentwurf
• Beschaffung der Bauteile und Materialien
• Entwicklung (z. B. Platinenlayout) und Fertigung mit anschließender Inbetriebnahme
• Projektdemonstration, -abnahme und -dokumentation

Heutzutage spielt das Konzept "SMART" eine wichtige Rolle in zahlreichen alltäglichen Bereichen. In der Landwirtschaft gewinnt der Einsatz moderner Techniken, genauer gesagt Informations- und Kommunikationssysteme, immer mehr an Bedeutung. Diese Revolution wird in dem Bereich als "Landwirtschaft 4.0" bezeichnet. Im Rahmen des Moduls "Angewandte Elektrotechnik" ist das Projekt SmartFarm entstanden.

Das Projekt "SmartFarm" verfolgt das Ziel, mit Sensorsystemen und Aktuatoren die Tierhaltung im Einklang mit den Tieren zu erleichtern und zu optimieren. Der Fokus liegt auf der einer Tür- und Helligkeitssteuerung in einem Hühnerstall. Zudem besteht die Möglichkeit, sowohl die Tür als auch die Lampe manuell anzusteuern. Das Projekt "SmartFarm" bietet viele weitere Erweiterungsmöglichkeiten, die im Ausblick eingegangen wird.

Ein geschlossener Stall schützt die Hühner über Nacht vor Raubtieren. Die Türsteuerung verschafft dem Tierhalter Unabhängigkeit und Flexibilität beim Öffnen und Schließen der Tür. Aus der Lampensteuerung resultiert eine erhöhte Legeleistung in der dunklen Jahreszeit durch einen künstlich verlängerten Tag.

Anforderungsmanement

Allgemeine Projektanforderungen

• Entwurf eines mechatronischen Systems für die Helligkeit- und Türsteuerung eines Hühnerstalls
• Erfassung der Helligkeit bzw. der Zeit für die Öffnung der Tür
• Erfassung der Helligkeit bzw. der Zeit für die Helligkeitsteuerung
• Erarbeiten einer alternativen Lösung für die manuelle Türsteuerung (unabhängig von der Helligkeit)
• Vorstellung und Erarbeiten eines Konzepts für eine geregelte Bewegung der Tür
• Erarbeitung einer Energieversorgungssystem für das System
• Softwareentwicklung nach HSHL Standard in SVN

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Eingabe:

• Helligkeitssensor: Helligkeitsaufnahme
• Touch-Sensor: Manuelle Ansteuerung der Tür und der Lampe
• Ultraschallsensor: Regelung der Türgeschwindigkeit

Mikrocontroller: Systemsteuereinheit

Ausgabe:

• UV-Lampe: Erzeugt künstliches Tageslicht im Stall
• Türsteuerung: Ein Motor öffnet oder schließt die Tür

Abb.1: Funktionaler Entwurf - Projekt SmartFarm

Literatur

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