Das Greentech Festival, das diesmal in Berlin stattfand, hat nichts zu tun mit der nahezu gleichzeitig stattfinden Messe GreenTech Amsterdam (13. bis 15. Juni) und ist eine Mischung aus Konferenz, Ausstellung und diversen Attraktionen zu grünen und nachhaltigen Entwicklungen.
Steuerung über Internet der Dinge (IoT)
Bei dem von Würth Elektronik vorgestellten Prototyp für ein innovatives Anbausystem lassen sich Beleuchtung, Bewässerung, Düngung und Klimatisierung aus der Ferne und automatisiert überwachen, steuern und dynamisch optimieren, um höchste Ernteerträge zu erzielen. Der Prototyp sollte im Kleinen zeigen, wie Vertical Farming mit Steuerung über IoT (Internet of Things / vernetzte physische Geräte ) funktioniert.
Vertical Farming mit LED kann nach Ansicht von Würth Electronik einen wichtigen Beitrag zur globalen Ernährungssicherheit leisten, indem der Ertrag pro Grundfläche um ein Vielfaches erhöht wird. Als Ergänzung zur traditionellen Landwirtschaft bewertet das Unternehmen die innovative Indoor-Anbaumethode speziell für Regionen mit hoher Bevölkerungsdichte oder ungünstigen klimatischen Verhältnissen als eine vielversprechende Lösung für eine zukunftsweisende Nahrungsmittelproduktion.
Open-Source mitverwendet
Für die vorgestellte Anlage hat Würth Elektronik ein bestehendes Open-Source-Hardware- und -Software-Ökosystem genutzt und, darauf aufbauend, eine IoT-Lösung entwickelt. Sie vereint die relevanten Vertical-/Smart-Farming-Technologien: LED-Beleuchtung, Sensorik und Wireless Connectivity.
Der Prototy integriert pflanzenoptimierte Beleuchtung mit Horticulture LEDs sowie Echtzeitüberwachung und Fernsteuerung von Sensoren und Aktoren per Wireless Connectivity. Es kam dabei das Lighting Development Kit zum Einsatz sowie das energiesparende Mobilfunkmodul Adrastea-I, mit dem man in IoT-Anwendungen größere Distanzen überbrückt.
LED-Panel mit vier separaten Kanälen
Die Beleuchtung besteht aus dem Horticulture-LED-Panel mit vier separaten Kanälen und dem MagI³C-Multi-Color-LED-Treiber aus dem Lighting Development Kit von Würth Elektronik
Als Leuchtmittel dienen spezielle einfarbige Keramik-Horticulture-LEDs, pro Einheit: 6 x hyperrot (660 nm), 4 x fernrot (730 nm), 2 x tiefblau (450 nm) und 4 x weiß.
CO2 misst der Luftqualitätssensor SPG30 von Adafruit, verbunden mit einem FeatherWing-Sensor von Würth Elektronik, die Luftfeuchtigkeit und Temperatur der FeatherWing von Würth Elektronik.
Komunikation per WLAN und Funk
Die Kommunikation erfolgt über WLAN (FeatherWing Calypso Board, WiFi-Standard IEEE 802.11 b/g/n (2,4 GHz)) und Funk (Adrastea-I LTE-M/NB-IoT-Mobilfunkmodul mit integriertem GNSS und ARM-Cortex-M4-Prozessor).
Steuerung aus der Cloud
Da die optimale Pflanzenproduktion beim Vertical Farming immer auf kontrollierten Bedingungen basiert, spielen nach Ansicht von Würth Elekronik intelligente Wireless-Connectivity-Lösungen für die Steuerung von Sensorik und Aktorik eine entscheidende Rolle. Sensoren überwachen wichtige Wachstumsparameter. Die so erhobenen Daten werden dann wireless in die Cloud übertragen. Dort errechnet ein Server die Steuerbefehle für die Aktoren, die dann wieder drahtlos zurückübertragen werden. So ließen sich alle für das Pflanzenwachstum relevanten Faktoren aus der Ferne überwachen und automatisch steuern. Mit der kontinuierlichen Erfassung und Auswertung von Messdaten ließen die Wachstumsbedingungen im Gewächshaus jederzeit optimal anpassen, Abweichungen von den Idealbedingungen frühzeitig erkannen und korrigieren.
Zudem liefern die Messdaten wichtige Informationen über den eigentlichen Zustand der Pflanzen, die Wasser- und Nährstoffaufnahme sowie ihre allgemeine Vitalität.
Als Messwerte emittelt werden: Temperatur, Luft- und Bodenfeuchtigkeit, CO2-Gehalt der Luft, pH-Wert im Wasser und Substrat, Nährstoffkonzentration.
Aus der Ferne erfasst und gesteuert werden: Beleuchtung, Klimatisierung, Bewässerung, Belüftung und Verschattung.
Als optimale CO2-Anreicherung im Vertical Farming nennt der Anbieter 800 bis 1500 ppm. Damit könnte eine Wachstumsbeschleunigung von 20 bis 30 Prozent erreicht werden. Der optimale pH-Wert bei der Bewässerung liege bei 5,5 bis 7.
Würth Elektronik eiSos Gruppe in 50 Ländern aktiv
Die Würth Elektronik eiSos Gruppe ist Hersteller elektronischer und elektromechanischer Bauelemente für die Elektronikindustrie und sieht sich auch als Technologie-Enabler für zukunftsweisende Elektroniklösungen. Würth Elektronik eiSos stuft sich als einer der größten europäischen Hersteller von passiven Bauteilen ein und ist in 50 Ländern aktiv.
Das Produktprogramm umfasst EMV-Komponenten, Induktivitäten, Übertrager, HF-Bauteile, Varistoren, Kondensatoren, Widerstände, Quarze, Oszillatoren, Power Module, Wireless Power Transfer, LEDs, Sensoren, Steckverbinder, Stromversorgungselemente, Schalter, Taster, Verbindungstechnik, Sicherungshalter sowie Lösungen zur drahtlosen Datenübertragung.