Terrarium Planung

Kategorie: Terrarium-Steuerung

Es gibt viele Dinge, die man einfach kaufen kann. Das ist aber weniger spannend, als es selbst zu machen. Und meistens ist es auch weniger flexibel.

Seit Weihnachten 2015 wohnt Ernst bei uns. Ernst ist ein zwei Jahre alter Königspython, sehr brav und unglaublich tiefenentspannt (was wohl eher genetisch als charakterlich bedingt sein dürfte). Damit das so bleibt, soll er es natürlich gemütlich haben.

Wie viele seiner Artgenossen wohnt er in einem Terrarium, welches ich seinerzeit aus OSB-Platten, Styropor, Fliesenkleber, Terrarien-Epoxidharz und allerlei anderem Material selbst gebaut habe. Das Einzige, was bisher fehlt, ist eine ordentliche Steuerung, da momentan lediglich eine rudimentäre 2-Punkt-Temperaturregelung existiert. Deren größter Nachteil ist vor allem, dass man die allabendliche Temperaturabsenkung manuell vornehmen muss, was natürlich regelmäßig von irgendwem vergessen wird. 

Das soll sich ändern. Also los.


Als grundlegende Features soll eine Terrariumsteuerung folgende Dinge gewährleisten können:

  1. Temperaturregelung
  2. Simulation des Temperaturganges über den Tag
  3. Simulation des Temperaturganges über das Jahr
  4. Tag/Nacht Wechsel
  5. Kino-Modus (Abschalten aller Lichtquellen, da ich einen Beamer nutze)
  6. Automatische Beregnung
  7. Abschaltung der Heizung bei geöffnetem Terrarium

Wie man sieht kommt da schon einiges zusammen. Zudem sind manche Themen doch eher speziell (Stichwort: Kino-Modus). Also ist Kaufen keine Option.

Darüber hinaus soll das Ganze ja auch noch irgendwie komfortabel sein. Also wird der Katalog noch dicker:

  1. Grafische Benutzeroberfläche
  2. Bedienung aller relevanten Funktionen via Touchscreen
  3. Visualisierung von Temperaturverläufen
  4. Einstellung aller Parameter
  5. Mehrere Betriebsarten
  6. Alarmfunktionen via WWW
  7. last but not least: Gute Erweiterbarkeit

Spätestens jetzt blitzt der übliche Wahnsinn des Bastlers durch, also schnell weiter. Ein bisschen Detailplanung.


Als erstes soll ein passendes Steuerungssystem ausgewählt werden. Da gibt es reichhaltige Auswahl wie z.B. Raspberry Pi, Microcontroller, Kleinsteuerungen, Realtime-Linux, etc. Es gibt gute Argumente für jede dieser Lösungen.

Ich für meinen Teil habe mich gegen alle entschieden. Teils, wegen der Schwierigkeiten bei der Anbindung der Sensorik und Aktorik, teilweise wegen des Aufwands beim Bau (v.a. Microcontroller), der mangelnden Offenheit und Performance (Kleinsteuerungen) oder einfach, weil mir die Erfahrung fehlt (Realtime Linux).

Vor allem auch deswegen, weil ich noch einen ganzen Haufen Klemmen herumliegen hatte, habe ich mich entschlossen, das Ganze mittels einer Beckhoff-Steuerung zu realisieren. 

Das hat den Vorteil, dass ich günstig industrielle Sensorik und Aktorik bei eBay ersteigern und nutzen kann, ohne mich um den Bau von Messverstärkern oder anderen Dingen kümmern zu müssen. Und damit steigt auch die Betriebssicherheit des Systems. Zudem ist es sehr gut erweiterbar, denn irgendwann soll ggf. ein weiteres Terrarium dazu kommen.

Als Steuerung wird ein CX1020 verwendet, den ich günstig auf eBay ersteigern konnte. Damit ist dann auch festgelegt, dass TwinCAT 2 anstelle von TwinCAT 3 zum Einsatz kommt.

Sämtliche I/O-Komponenten werden direkt über den E-Bus des CX angeschlossen. Da allerdings keine Dimmerklemmen mit E-Bus verfügbar sind, wird der E-Bus nach den Standard-Klemmen auf K-Bus umgesetzt, um die vorhandene Dimmerklemme nutzen zu können. Diese ist mit ihrer Leistung von 300 VA hinreichend großzügig dimensioniert.

Als Bedienpanel werde ich ein 7"-Tablet mit Windows 10 einsetzen. Dessen Dual-Core-Atom ist zwar nicht bahnbrechend schnell, für eine HMI-Anwendung wird's aber reichen und für 30 € ist das eine sehr preiswerte Lösung. Die Verbindung zum CX realisiere ich über einen kompakten WLAN-Router mit Client-Funktionalität.


Natürlich kann man so eine überschaubare Aufgabe auch kurz per Hand verdrahten, aber die Erfahrung zeigt, dass man dann bei der nächsten Erweiterung jede Leitung nachverfolgen muss, um zu wissen, was man da eigentlich verdrahtet hat. Daher macht man es am besten direkt richtig und macht sich einen guten Plan.

Also los, an's Zeichenbrett. 

Grundsätzlich gibt es eine Einspeisung, dort werden einige Reihenklemmen benötigt, um die Verbraucher zu versorgen. Im Terrarium befinden sich zwei Heizelemente. Ein Keramikstrahler, welcher kein Licht erzeugt, und eine Wärmelampe, welche auch sichtbares Licht aussendet. Beide werden über eine gemeinsame Dimmerklemme angesteuert.

Zur Beleuchtung wird eine Bio-Leuchtstoffröhre eingesetzt, welche ein Tageslichtspektrum aussendet. Diese ist (aktuell) nicht dimmbar und wird daher lediglich geschaltet.

Alle Elemente, welche sichtbares Licht aussenden, sollen einzeln geschaltet werden können. Hierzu werden Koppelrelais mit integrierter RC-Schutzbeschaltung verwendet.

Der resultierende Stromlaufplan sieht wie folgt aus:

Einspeisung 

Digitale Eingänge

Digitale Ausgänge

Analoge Eingänge

Analoge Ausgänge

Beleuchtung und Beregnung