"Aquaponik - Jetzt im Wedding"
Ein Projekt des Energieseminars
Automatisierung
Alle paar Monate müssen verschieden Rohre oder Tanks des Aquaponik-Moduls von ARC gereinigt werden. Dazu müssen mehrere Ventile in bestimmten Zeitabständen geöffnet und geschlossen werden. Bisher wird dieser Prozess von Hand durchgeführt, ist dadurch aber relativ zeitaufwändig. Den kompletten Prozess zu automatisieren, hätte den Umfang des Energieseminars überschritten. Deshalb arbeiten wir an einem Teil der Automatisierung.
Wir als AG haben uns das Ziel gesetzt, einen Prototypen für ein einzelnes automatisiertes Ventil zu bauen. Dieses soll möglichst leicht und günstig zu produzieren sein und die Anforderungen der Anlage erfüllen.
Eine andere Arbeitsgruppe kann dann später die Steuerungssoftware entwickeln.
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Planung
Um die Anlage kennenzulernen, sind wir zur Gartenarbeitsschule gefahren und haben uns von ARC deren Anlage zeigen lassen. Sie haben uns auch erklärt, welche Prozesse sie sich automatisiert wünschen.
Da ein AG-Mitglied Erfahrungen in diesem Bereich hat, haben wir uns für die Automatisierung der Ventile entschieden.
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Material
Altes Ventil: ARC hat uns eins ihrer manuellen Ventile zur Verfügung gestellt. Mithilfe davon konnten wir die Größen abmessen und unseren Prototyp erstellen.
3D-Drucker: Uns steht ein 3D-Drucker zur Verfügung, mit dem wir einige Teile wie Zahnräder gedruckt haben. Das ist günstiger als sie zu kaufen und gibt uns die Möglichkeit, sie genau an unser Projekt anzupassen. Wir haben uns für einen Stereolithographieverfahren(SLA)-Drucker entschieden, da dieser im Gegensatz zu einem FDM-Drucker genau genug für die benötigten Teile ist.
Beim 3D-Druck ist außerdem zu beachten, dass die einzelnen Teile eine bestimmte Größe nicht überschreiten, die "in den Drucker passt." Hierbei sollten gewiss Standardmaße eingehalten werden, damit Teile bei Verschleiß oder Beschädigung günstig nachgedruckt werden können. Wir haben uns daher bei Länge, Breite und Höhe der Einzelteile die Werte 130 x80 x165 cm^3 als Maximalwerte gesetzt.
Andere Teile: Einige Teile haben wir auch bestellt. Dazu gehören ein Elektromotor und ein Schneckengetriebe.
Entwicklungsschritte
Die Idee ist, das Drehrad, an dem ein Ventil bisher von Hand geöffnet wird, durch ein Zahnrad zu ersetzen und dieses dann mithilfe des Elektromotors zu drehen.
oben: Zahnrad, das von zwei Motoren gedreht
unten: Rohr, durch das Wasser fließt
Zahnradversion 1
Am Computer haben wir die folgende erste Version des Zahnrads entwickelt. Diese war jedoch zu groß für den Drucker (80cm x 80cm Bett). Daher haben wir es in zwei Teile aufgeteilt. Diese sollen dann zusammengeklebt werden.
Zahnradversion 2
Die Nut (Rot) und die Kante (Grün) sorgen für einfaches Kleben und Zusammenbauen.
Außerdem haben wir durch "Löcher" die Menge des benötigten Materials verringert.
