GardenControl

Ein Bewässerungsautomat der in jeden Garten gehört. Die Integration in KNX, Tasmota & ESPHome, ist mit der jeweiligen Hardware-Version einfach möglich.
Es stehen viele Schnittstellen nach Außen zur Verfügung. Damit ist das einlesen des Bodenfeuchte-Wertes, oder der Füllstand einer Zisterne kein großes Problem mehr.

FEATURES

12x Ausgänge zum Ansteuern von 24VAC Ventilen
3x Ausgänge zum Ansteuern externer 230V Relais
2x Eingänge für 4-20mA Sensoren
Versorgungsspannung der 4-20mA aus dem Gerät selber
4x ADC-Inputs (Messbereich 0-12V / 16Bit)
3x Binär-Inputs mit S0-Schnittstelle
Versorgungsspannungen für externe Sensoren (5V / 12V / 24V, Imax = 50mA, Kurzschlusssicher)
KNX-Version: schaltbarer 5V Ausgang für zusätzliches externes Relais
KNX-Version: galvanische Trennung zum KNX-Bus vorhanden

Hardware Varianten

KNX

Diese Variante ist speziell auf den KNX-Bus zugeschnitten. Mit dem Device kann nur über KNX kommuniziert werden.

Für die Verwendung ist eine Firmware notwendig, die den KNX-Standard unterstützt.
Aktuell steht für diese Version nur eine Firmware von OpenKNX zur Verfügung. Damit kann das Device direkt in die ETS mit aufgenommen werden und von dort parametrisiert werden.

Weitere Infos: LINK

ESP32

Diese Variante ist speziell für die Tasmota, ESPHome Welt entworfen worden. Die Kommunikationsschnittstelle ist hier 2.4GHz Wifi.

Für die Verwendung der ESP32 Hardware gibt es aktuell zwei Firmware-Versionen.
– Tasmota
– ESPHome
Mit beiden Firmware-Ständen ist es ein leichtes die HW in sein Smart-Home (z.B. Home Assistant, IoBroker, OpenHab, …) einzubinden.

Weitere Infos: LINK

Anschlussplan

Auf den nachfolgenden Bildern sind nur Beispiele von Sensoren abgebildet. Andere Sensoren sind möglich, solange sie sich an den Anschlussplan halten.

Anschluss 24V AC Trafo

Für den betrieb des GardenControls ist immer ein 24VAC Trafo notwendig. Auch für die Auswertung aller Sensoren und zum Ansteuern der Ausgänge. Ohne Trafo funktioniert nur die KNX-Kommunikation. D.h. zum parametrisieren der ETS-Appl. benötigt man den Trafo nicht.
In der KNX-Variante kann man den 24VAC Trafo auch noch über ein zusätzliches Relais per KO ein- und ausschalten.

ACHTUNG: der Trafo muss immer mit einer Sicherung <= 4A abgesichert werden!

Anschluss 24V AC Magnetventile

Die 12 Magnetventile können wir im Bild rechts angeschlossen werden. Der Ausgang für Kanal_1 bis Kanal_12 befinden sich unten am Gehäuse. Die Rückleitungen der Magnetventile können auf einen der 4 möglichen „COM“-Ports gelegt werden. Auf welchen der 4 Pins spielt absolut keine Rolle. Es empfiehlt sich bei der Verwendung mehrerer Magnetventile, alle Rückleitungen auf einer Sammelklemme zu vereinen und nur mit einer Leitung von dort auf einen der „COM“-Ports zu fahren.

ACHTUNG: Zur Sicherheit sollte jedes Ventil noch mit einer Sicherung <1A abgesichert werden

Anschluss externe 230V Relais

Die zwei externen Relais werden genauso angebunden, wie die Magnetventile. Der Ausgang geht zum Relais und die Rückleitung auf einen der 4 „COM“-Ports. Auch hier ist es egal welcher „COM“-Port es genau ist.

Sollten die 12 Magnetventil-Ausgänge nicht reichen, so könnte man auch an diese Ausgänge noch zwei Magnetventile anbinden.

Anschluss 4-20mA Sensoren

4-20mA Sensoren können direkt ohne zusätzliches Netzteil am GardenControl betrieben werden. Der GardenControl stellt dafür direkt eine 24V Spannungsversorgung zur Verfügung. Die Ausgangsspannung ist auf 50mA limitiert und Kurzschlusssicher ausgeführt.

Anschluss Analog-Sensoren

Zum Anschluss von Analogen Sensoren stehen 4 ADC-Inputs zur Verfügung. Eingangsspannungsrange ist 0-12V (@16Bit) Dazu sind alle Eingänge bis 25V Überspannungsgeschützt.

Über den GardenControl können diese Sensoren auch direkt mit versorgt werden. Dafür stehen drei unabhängige Ausgangsspannungen zur Verfügung:
– 5V (50mA)
– 12V (50mA)
– 24V (50mA)
Jeder Ausgang ist Kurzschlusssicher ausgelegt.

Unter Umständen kann es Sinn machen, zwei identische Sensoren mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen zu betreiben (solange diese das unterstützen). Das hat den Vorteil, falls durch einen defekten Sensor die Versorgungsspannung zusammenbricht, fallen nicht beide Sensoren aus.

Anschluss Binär-Eingänge

Es stehen 3 potentialfreie Binäreingänge zur Verfügung. Jeder Kanal kann unabhängig betrieben werden.

Der „VCC“-Pin liefert eine Abfragespannung von 24VDC und ist mit einem Widerstand gegen Kurzschluss gesichert. Es sollte dabei beachtet werden das im Kurzschlussfall alle Kanäle funktionsuntüchtig werden.
ACHTUNG: Im laufenden Betrieb kann das nicht ermittelt werden., d.h. es steht dafür auch keine Diagnose-Information zur Verfügung. Durch einen Gerätefehler kann dieses Problem aber so gut wie nie auftreten. Die Hauptauftretenswahrscheinlichkeit eines Kurzschluss ist ein falsch angeschlossenes Kabel.

Anschluss S0-Zähler

An die Binäreingänge können auch bis zu drei S0-Zähler angebunden werden. Es spielt keine Rolle ob es sich hier um Elektro, Wasser, oder Gaszähler handelt.

Ansonsten gelten hier die gleich Bedingungen wie den Binäreingängen.

Anwendungsfälle

Alle Beispiel unten sind fiktiv, d.h. es geht alleine um die Möglichkeit und nicht um die Sinnhaftigkeit

Beispiel 1:
Gartenbewässerung über mehrere Sprinkler und Ventilen. Dazu werden vier SMT50 Bodenfeuchtesensoren über die 4 ADC Kanäle eingebunden und einen Regensensor „Hunter RainClick“.
Über die Logik kann man die Bewässerung sperren, wenn Regen erkannt wird, oder über die Bodenfeuchtesensoren ein Bewässerung noch nicht notwendig ist.

Beispiel 2:
Über einen externen Taster/Schalter kann man die Bewässerung stoppen/sperren. Mit den zwei externen Relais-Ausgängen kann ein zentrales Hauptventil der Bewässerung gesteuert werden.
Zur Überwachung der Bewässerung kann zusätzlich ein Durchflusssensor an den 4-20mA Eingang anschlossen werden.

Beispiel 3:
In der Anlage ist eine Zisterne und ein Pumpe vorhanden. In diesem Beispiel misst der GardenControl den Füllstand der Zisterne, schaltet wenn benötigt die Pumpe und aktiviert dazu das passende Magentventil.
Bei einem zu niedrigen Füllstand der Zisterne kann die Pumpe automatisch gestoppt werden, oder gesperrt werden.

Beispiel 4:
Mit dem GardenControl kann eine einfach Leakage-Erkennung umsetzen werden. Über die vorhanden S0-Schnittstelle und einem Wasserzähler kann erkannt werden, ob bei geschlossenen Magnetventil noch ein Wasserfluss vorhanden ist.
Parallel kann man die Pipeline-Drücke noch per Drucksensor überwachen.

Beispiel 5: (KNX only)
In der KNX HW-Version gibt es noch einen zusätzlichen 5V Schaltausgang. Mit diesem Ausgang kann man über ein Relais den 24VAC Trafo schalten.
Damit kann man das komplette System per KNX KO in einen „Winterschlaf“ versetzen.
HINWEIS: in der KNX Version wird die komplette Auswerte- und Steuereinheit über den 24VAC Trafo Eingang versorgt. Ohne 24VAC Trafo ist nur noch die KNX-Kommunikation und der 5V Schaltausgang aktiv,

TECHNISCHE DATEN - KNX

TECHNISCHE DATEN - ESP32

Auswahl des passenden 24VAC Trafos

ACHTUNG: der Trafo muss immer mit einer Sicherung von 4A oder kleiner abgesichert werden. Der Wert der Sicherung ist abhängig von der Anzahl gleichzeitig geöffneter Ventile. In Summe darf dieser Wert aber nicht >4A sein.