So steuern Sie Ihre Bewässerungsanlage
Diese Seite informiert über die manuellen und automatischen Möglichkeiten der Steuerung einer Bewässerungsanlage.
Möglichkeiten, eine Bewässerung zu steuern
Im Anschluss eine Vorstellung möglicher Wege, eine Bewässerung zu steuern (von ganz einfach bis ausgeklügelt):
1. Direkte Verbindung des Wasserhahns mit der Pipeline
Mit dem passenden Verbinder wird das Pipelinerohr direkt an den Außenwasserhahn bzw. an den Ausgang der Wasserpumpe angeschlossen. Oder etwas eleganter, die Pipeline in eine Anschlussdose geführt und der Wasserhahn/die Pumpe mit einem Schlauchstück mit der Anschlussdose verbunden (auf ausreichenden Durchmesser von Schlauch und Hahnstück ist zu achten!). Die Steuerung erfolgt komplett manuell durch Andrehen/Abdrehen des Wasserhahnes bzw. Einschalten/Ausschalten der Pumpe. Es kann nur ein Sektor damit versorgt werden.
Links direkter Anschluss des Pipelinerohrs mit einem Verbinder an den Wasserhahn, rechts Anschluss über ein Hahnstück, ein Schlauchstück, kurzes Stück Schlauch und ein weiteres Schlauchstück und Hahnstück an eine Anschlussdose, von der die Pipeline wegführt.
Empfehlung: Tun Sie das nicht! Zum Testen der Bewässerung während der Montage geeignet, nicht aber für den laufenden Betrieb. Abgesehen davon, dass man damit in den meisten Fällen mit nur einem Sektor nicht auskommen wird, blockiert man sich damit auch komplett den Außenwasserhahn bzw. die Pumpe für andere Dinge.
In dieser Lösung verwendete Komponenten (der Kugelhahn ist eine mögliche Alternative zur Anschlussdose):
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2. Einbau von Schleusen
Wie zuvor beschrieben. Auch hier verläuft die Steuerung komplett manuell, nur werden hier in der Pipeline mit der Hilfe von Absperrdosen oder Verlängerungsstücken mit Kugelhahn von oben zugängliche Schleusen vorgesehen. Diese kann man bei Bedarf durch eine Drehbewegung öffnen bzw. schließen und damit einzelne Sektoren gezielt ein- und ausschalten. Also zum Beispiel öffnet man zuerst die Schleuse für Sektor 1. Nach 1/2 Stunde schließt man diese wieder und öffnet die Schleuse für Sektor 2.
Steuerung mit Schleusen
Empfehlung: Eine Überlegung wert, wenn man elektronische Hilfsmittel vermeiden aber trotzdem mehrere Sektoren betreiben möchte. Vor allem, wenn es nur wenige Sektoren sind. Nachteil: Man muss die Sektoren immer händisch aktivieren und deaktivieren. Eine Wasserversorgung in Abwesenheit ist so nicht möglich.
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16,79 €3. Nutzung eines manuellen Wasserverteilers
In dieser Variante wird direkt an den Wasserhahn bzw. an die Pumpe ein Wasserverteiler angeschlossen. Diese sind in der Regel als 2-Wege- oder 4-Wege-Verteiler erhältlich, also mit 2 oder 4 Ausgängen. Die Ausgänge sind jeweils mit einem Drehschalter regulier- und absperrbar. Die Steuerung erfolgt wieder komplett manuell. Braucht man mehr als 4 Ausgänge kann man die Verteiler auch kombinieren, also z.B. an die zwei Ausgänge eines 2-Wege-Verteilers zwei 4-Wege-Verteiler anschließen. In solchen Fällen aber nicht direkt sondern verbunden mit einem kurzen Schlauchstück. Das sollte man dann auch nicht frei hängend sondern gestützt montieren, um eine Beschädigung des Außenwasserhahns zu vermeiden. Die Ausgänge des Verteilers werden entweder direkt mit dem Pipelinerohr verbunden (Variante 1) oder wie in Punkt 1) beschrieben über einen flexiblen Schlauch in Anschlussdosen bzw. zu den Pipelinerohren geführt (Variante 2).
Eine dritte, noch schönere Variante ist es, den Wasserhahn nicht direkt mit dem Verteiler zu verbinden, sondern über einen flexiblen Schlauch das Wasser in eine Verteilerbox zu führen (Variante 3). In der Verteilerbox führt man den Schlauch entweder direkt in einen manuellen 2er oder 4er-Verteiler und von dort die Pipelinerohre wieder aus der Box heraus. Oder man bastelt sich über ein Ventilverteiler-Rohr und manuell steuerbare Verbinder mit Kugelhähnen den Verteiler selbst, dann kann man diesen auch größer mit beliebig vielen Sektorausgängen dimensionieren.
Skizze zu den Varianten 1, 2 und 3 (von links nach rechts)
Empfehlung: Eine mögliche Alternative zu der in Punkt 2 vorgestellten Lösung. Diese ist einfacher umzusetzen und kann wenn notwendig relativ flexibel angepasst werden. Auch die Kosten für die Umsetzung sind – abgesehen von der zuletzt angeführten Variante – geringer, insbesondere wenn es eine größere Anzahl von Sektoren gibt. Kleiner Nachteil: Die Varianten 1 und 2 sind optisch eventuell etwas weniger elegant als die quasi unsichtbaren Schleusen. Tipp: Am besten immer einen Ausgang mehr einplanen als notwendig, damit ein freier Ausgang bleibt, über den man ganz normal Wasser aus dem Hahn lassen kann.
4. Verbindung von Wasserhahn und Pipeline über einen Bewässerungscomputer
Der Aufbau entspricht dem in Punkt 1 beschriebenen: Der Außenwasserhahn bzw. die Wasserpumpe wird also auf direktem Weg mit der Pipeline verbunden (direkt an das Rohr angeschlossen oder über eine Anschlussdose). Allerdings wird nun ein Bewässerungscomputer zwischen Wasserhahn und Pipeline angebracht. Der Wasserhahn bleibt in diesem Fall immer aufgedreht, die Wasserpumpe steht immer auf Standby. Am Bewässerungscomputer kann einprogrammiert werden, wann er sein Ventil öffnen und damit Wasser in die Pipeline durchlassen soll. Und ebenso wann er es wieder schließen soll. Damit ist eine automatische Steuerung der Bewässerung möglich. Der übliche Bewässerungscomputer hat einen Ausgang kann also für Bewässerungen mit einem Sektor verwendet werden. Daneben existieren auch Modelle mit 2 Ausgängen, mit denen eine automatische Steuerung von 2 Sektoren möglich ist.
Bewässerungscomputer mit einem Ausgang oder 2 Ausgängen
Empfehlung: Wenn man nur einen oder maximal 2 Sektoren hat eine durchaus praktikable Lösung. Seit Neuestem gibt es sogar ein Modell mit 3 Ausgängen (Toolcraft Easy Trio). Man kann seine Bewässerung automatisieren und braucht somit nicht mehr daran denken bzw. kann unbesorgt auch mal für 2 Wochen in den Urlaub fahren. Die Kosten für den Computer sind überschaubar, schwanken aber stark. Daher: Preise vergleichen! Hat man mehr Sektoren und möchte eine Automatisierung dann bei den Punkten 5 und 6 weiterlesen!
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5. Steuerung mit Bewässerungscomputer und automatischem Verteiler
So wie in Punkt 4 wird der Wasserhahn bzw. die Pumpe mit einem Bewässerungscomputer verbunden. Dessen Ausgang führt nun jedoch nicht direkt in die Pipeline, sondern zum automatischen Wasserverteiler. Dieser hat sechs Ausgänge, die jeweils mit einem Sektor der Pipeline verbunden sind. Die Ausgänge werden automatisch der Reihe nach durchlaufen. Das Weiterschalten von einem Ausgang zum nächsten geschieht ohne Elektronik auf rein hydraulischem Weg: Nach Start des Bewässerungscomputers fließt Wasser durch den ersten Ausgang des Wasserverteilers. Sobald die vorgesehene Bewässerungszeit abgelaufen ist und der Bewässerungscomputer das Ventil schließt, also kein Wasser mehr nachfließt, fällt der Druck am Ausgang des Wasserverteilers ab. Dieser Druckabfall löst eine Mechanik aus, die ein automatisches Weiterschalten auf den nächsten Ausgang bewirkt. Auf diese Art und Weise wird nach Beendigung jedes Bewässerungslaufes immer automatisch zum nächsten Ausgang und damit nächsten Bewässerungssektor weitergeschaltet und nach Durchlaufen aller Ausgänge wieder zum ersten Ausgang zurück. Das Weiterschalten kann ein paar Sekunden dauern, weshalb zwischen den einzelnen Bewässerungsläufen ein kleiner Zeitpuffer einzuplanen ist.
Zum aktuellen Zeitpunkt ist mir trotz intensiver Recherche nur der automatische Wasserverteiler “automatic 1197” von Gardena bekannt, es scheint hier – evtl. aufgrund von Patentschutz – keine Konkurrenzprodukte zu geben. Teils wird auch noch das Vorgängerprodukt angeboten (“1198”, sieht ein bisschen aus wie eine fliegende Untertasse).
Mit dem automatischen Bewässerungscomputer ist die Realisierung einer vollautomatischen Bewässerung mit bis zu 6 Sektoren möglich.
Der Wasserhahn ist an einen Bewässerungscomputer angeschlossen, der weiter zum automatischen Verteiler führt. Von dort können bis zu 6 Sektoren versorgt werden.
Empfehlung: In professionellen Lösungen wird zwar praktisch immer mit Magnetventilen gearbeitet (Punkt 6), aus meiner Sicht funktioniert für den Privatanwender aber auch die Lösung mit dem automatischen Wasserverteiler einwandfrei. Ein Vorteil ist, dass für diese rein mechanische Lösung kein Strom bzw. keine Batterien notwendig sind, man erspart sich also neben laufenden Strom- bzw. Batteriekosten auch das Verlegen von Kabeln. Zudem ist die Realisierung für Anfänger im Vergleich zu den Magnetventilen simpler. Die Kosten sind zudem geringer, da bei den Magnetventilen jedes Ventil einzeln zu kaufen ist und zusätzlich noch Kosten für die Ventilbox, Rohrverteiler und Verbinder anfallen.
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94,98 €6. Steuerung mit Bewässerungscomputer und Magnetventilen
Bei dieser Umsetzung gibt es keine direkte Verbindung zwischen Wasserhahn/Pumpe und dem Bewässerungscomputer. Stattdessen wird die Wasserquelle direkt mit den Magnetventilen verbunden. Das geschieht am komfortabelsten über eine Ventilbox, in der die wie Schleusen funktionierenden Magnetventile angebracht sind. Sie lassen das Wasser auf Befehl zum gewünschten Sektor durch. Um diesen Befehl zu empfangen, ist jedes Ventil via Kabel mit dem Bewässerungscomputer verbunden. Es handelt sich hierbei um eine andere Art Bewässerungscomputer, als der in den Punkten zuvor beschriebene. Das Wasser läuft hier nicht durch den Computer durch, sondern der Computer dient rein zur Steuerung von Öffnung und Schließung der Magnetventile. Dazu wird jeweils über die Kabelverbindung ein kurzer Impuls an das Magnetventil geschickt. Je nach Computermodell können 4, 6, 12 oder noch mehr Magnetventile an den Computer angeschlossen werden.
Mehr zur Funktionsweise der Magnetventile, welche verschiedenen Arten es gibt, auf was zu achten ist und welche Varianten der Steuerung es gibt, erfahren Sie im nächsten Punkt “Steuerung mit Magnetventilen“.
Empfehlung: Der Einsatz von Magnetventilen ist die professionellste und flexibelste Art der Bewässerungssteuerung, die einem sehr viele Möglichkeiten, auch in Bezug auf eine eventuelle Einbindung in eine Heim-Automatisierung (Smart Home), lässt. Die Nutzung von Ventilboxen (Ventilschächten) ist komfortabel und schick, allerdings nicht ganz billig. Will man sich diesen Luxus nicht leisten, kann man sich eine solche Box auch selbst zusammenbauen bzw. die Ventile alternativ an einer Wand montieren.
Steuerung mit Magnetventilen
Im Anschluss eine Übersicht, was es bei der Steuerung mit Magnetventilen zu beachten gibt bzw. welche unterschiedlichen Möglichkeiten man hier hat.
Batterie- oder Stromgetrieben
Am Bewässerungsmarkt werden grundsätzlich zwei Arten von Magnetventilen angeboten:
- 24 Volt Magnetventile
- 9 Volt Magnetventile
Das 24V Ventil ist das am weitesten verbreitete Standard-Ventil. Um es nutzen zu können, muss der Bewässerungscomputer an den Strom angeschlossen sein. Die 230 Volt Stromleitung wird dazu bis zum Computer geführt, in diesem ist ein 24V Trafo eingebaut. Vom Computer führen dann Kabel mit 24 Volt Spannung zu den Magnetventilen, je Ventil zwei davon. Das 24V Ventil arbeitet mit Wechselstrom (AC). Für Spezialfälle, z.B. wenn man die Ventile direkt über die Heim-Automatisierung (Smart Home) ansteuern möchte und diese Steuerung 24V Gleichstrom verwendet, werden auch 24V Ventile mit Gleichstrom angeboten.
Ist eine Stromversorgung nicht möglich und der Bewässerungscomputer daher nur batteriebetrieben, dann ist mit 9V Gleichstrom Ventilen zu arbeiten. Wenn es die Möglichkeit gibt, sollte man immer die im professionellen Bereich genutzte Standardvariante 24V den 9V Ventilen vorziehen, die 24V Ventile sind auch deutlich billiger als die 9V Ventile. 9V Ventile arbeiten mit Gleichstrom (DC).
Niederflussfähig oder nicht
Die Ventile benötigen eine gewisse Mindestdurchflussmenge, um korrekt zu funktionieren. Das deshalb, weil es sich bei den in der Gartenbewässerung verwendeten Magnetventilen um sogenannte vorgesteuerte Ventile handelt, die den Druck des Wassers zum Öffnen bzw. Schließen mitnutzen. Normalerweise stellt das kein Problem dar. Wenn jedoch bei der Mikro-Bewässerung nur sehr wenige Abnehmer in einem Sektor hängen, also nur wenig Wasser verbraucht wird, kann es eines werden. In diesem Fall kann man zu speziellen Ventilen für geringen Durchfluss (Low Flow) greifen oder auch gleich von Haus aus niederflussfähige Ventile nutzen. Diese funktionieren bereits mit einer Durchflussmenge von ca. 50 Litern pro Stunde.
Mit Durchflussregulierung oder ohne
Darunter versteht man die Möglichkeit, an jedem Ventil den Durchfluss bei Bedarf zu verengen und damit die durchfließende Wassermenge zu steuern. Das erlaubt einem, für jeden Sektor die Wassermenge individuell anzupassen. Das kann sinnvoll sein, wenn der Druck prinzipiell schon zu hoch ist (also statt einem Druckminderer) oder wenn für einen Mikro-Bewässerungssektor wesentlich weniger Druck benötigt wird. Oder auch, wenn man die Wurfweiten von allen Regnern in einem Sektor mit einem Schlag – ohne die Störschraube der Regner zu benutzen – verkürzen möchte.
Montage am Boden oder an der Wand
Magnetventile können entweder liegend am Boden montiert werden oder hängend an einer Wand. Die liegende Montage erfolgt normalerweise in einer Ventilbox oder einem anderen Behältnis, das den gleichen Zweck erfüllt. Wichtig ist, dass Luft an die Ventile kommt, da sich kein Kondenswasser bilden soll. Ein Einbau in einem verschlossenen Sack oder ähnlichem ist daher nicht zu empfehlen, die Ventile werden dann schneller kaputt! Abgesehen davon sollte man die Ventile auch mit überschaubarem Aufwand erreichen können (Ausbau im Winter, Wartung). Für die Montage an der Wand gibt es eigens dafür vorgesehene Ventilverteilerrohre, man kann sich so eine Vorrichtung aber alternativ auch relativ leicht selbst zusammen stellen. Eine günstige Variante ist die Montage direkt an den Ausgängen eines manuellen Wasserverteilers.
Eine kostengünstige Möglichkeit ist die Montage der Magnetventile direkt nach dem Wasserhahn, an einem manuellen Verteiler
Die Magnetventile werden mit einem Steuerkabel mit dem Bewässerungscomputer verbunden.
Weiterführender Link: So funktioniert die Verbindung der Magnetventile mit dem Bewässerungscomputer
Weiterführender Link: Hersteller übergreifende Übersicht der am Markt angebotenen Magnetventile
Bewässerungscomputer
Bei den Bewässerungscomputern gibt es zwei ganz grundverschiedene Typen von Computern, die jeweils nur für den dafür vorgesehenen Zweck nutzbar sind:
- Wasser-Durchlasser
- Computer zur Ventilsteuerung
Wasser-Durchlasser
Die Bewässerungscomputer vom Typ Wasser-Durchlasser sind im Grund genommen einfach Computer mit einem eingebauten Ventil (bzw. in manchen Modellen auch zwei). Sobald ein bestimmtes Ereignis eintritt, z.B. die programmierte wöchentliche Bewässerung startet, öffnet die Software des Computers das Ventil und das Wasser kann durch den Bewässerungscomputer strömen. Sobald ein weiteres Ereignis eintritt, z.B. das Ende der programmierten Bewässerung, schließt die Software des Computers das Ventil wieder.
Weiterführender Link: Leistungsdaten-Vergleich von Wasser-Durchlasser-Bewässerungscomputern
Computer zur Ventilsteuerung
Dieser zweite Typ Computer kommt mit Wasser nicht in Kontakt. Er wird genutzt, um Magnetventile zu öffnen und zu schließen. Also nicht wie im ersten Fall das im Computer eingebaute Ventil, sondern Magnetventile außerhalb des Computers. Dazu werden die Magnetventile mit Kabelverbindungen mit den dafür vorgesehenen Ausgängen des Computers verbunden. Die Software selbst funktioniert im Grunde genommen wie beim Wasser-Durchlasser, nur das hier beim Eintreffen des Ereignisses eben nicht das Ventil direkt im Computer geöffnet wird, sondern stattdessen über die Kabelverbindung ein Impuls an das verbundene Magnetventil geschickt wird, der dann zum einem Öffnen bzw. Schließen des Ventils führt.
Weiterführender Link: Beregnungscomputer zur Ventilsteuerung im Vergleich
Sensoren
Der Einsatz von Sensoren bietet einem zusätzliche Möglichkeiten, die Bewässerung zu steuern bzw. die Steuerung weiter zu automatisieren. Die Sensoren messen bestimmte Eigenschaften und melden entweder die Messwerte selbst, oder – und das ist in der Praxis der wesentlich häufigere Fall – einen Impuls, der sich aus den Messwerten ergibt, an den Beregnungscomputer. Für Beregnungscomputer zur Magnetventilsteuerung gibt es ein sehr großes Angebot an verschiedenen Sensortypen, für durchlaufende Bewässerungscomputer ist die Auswahl hingegen sehr begrenzt.
Sensoren werden entweder mittels Kabel- oder mittels Funkverbindung an einen Beregnungscomputer angeschlossen, zumeist sind Anschlüsse für 1 oder 2 Sensoren vorgesehen. Für den privaten Gebrauch sind die folgenden Sensortypen am bedeutsamsten:
- Regensensoren
- Bodenfeuchtesensoren
- Mehrfach-Sensoren (z.B. Kombination aus Regen- und Frostsensor oder Kombination aus Regen-, Frost- und Sensor zur Berechnung der Wasserverdunstung)
- Durchflusssensoren
Regensensoren verhindern eine Bewässerung, wenn in einem bestimmten Zeitraum eine vorgegebene Regenmenge gefallen ist. Manche Regensensoren haben auch eine zusätzliche Funktion, die eine bereits laufende Beregnung sofort abschaltet, sobald Regen einsetzt. Bodenfeuchtesensoren messen, wie feucht die Erde in der Wurzelregion des Rasens bzw. anderer Pflanzen ist. Ist sie noch feucht genug, so dass keine Bewässerung notwendig ist, dann wird diese unterbunden.
Mehrfach-Sensoren kombinieren mehrere Sensoren in einem Gerät. Ein in der Praxis sehr beliebtes Exemplar dieser Gattung ist der Hunter Solar Sync, der sowohl einen Regen- und Frostsensor beinhaltet, als auch zusätzliche Sensoren zur Messung der Temperatur und Sonnenintensität. Anhand dieser rechnet er die Wasserverdunstung (Evaporation) hoch und passt darauf basierend die Bewässerungsdauer an.
Wasserdurchfluss Sensoren messen einerseits den Wasserverbrauch des Bewässerungssystems, stellen aber vor allem auch eine sinnvolle Methode zur Überwachung und Absicherung der Bewässerung dar, indem sie eine Kontrollmöglichkeit schaffen, dass diese ordnungsgemäß funktioniert (die Durchflussmenge entspricht der Soll-Menge, nach Beendigung von Bewässerungsläufen kommt es zu keinem weiteren Wasserdurchfluss).
In folgendem Blogbeitrag finden Sie eine tiefer gehende Einführung in das Thema Sensoren.
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Mögliche Methoden der Steuerung
Im Anschluss einige Ideen für Methoden, nach denen man seine Bewässerungssteuerung gestalten kann:
- Manuelles Starten von Bewässerungsläufen bei Bedarf.
- Periodische Wiederholung eines oder mehrerer einprogrammierter Bewässerungsläufe (z.B. wöchentlich jeden Montag von 08.00 bis 08.30 Sektor 1, von 09.00 bis 09.15 Sektor 2).
- Hinterlegung eines individuellen Wochenprogramms je Sektor (Sektor 1 am Montag von 09.00 bis 09.15 Uhr und am Donnerstag von 13.00 bis 13.15 Uhr, Sektor 2 am Dienstag von 08.00 bis 08.30 Uhr).
- Hinterlegung von Bewässerungsläufen, die ausgesetzt werden, wenn ein Beregnungs- oder Bodenfeuchtesensor das entsprechende Signal gibt.
- Hinterlegung von Bewässerungsläufen, deren Laufzeit verringert wird, wenn ein Evapotranspirationssensor anzeigt, dass es die Wetterverhältnisse erlauben.
- Hinterlegung von Bewässerungsläufen, die ausgesetzt werden oder deren Laufzeit verringert wird, wenn die Daten eines via Web angeschlossenen Wetterdienstes den entsprechenden Input geben
- Hinterlegung von Bewässerungsläufen in Abhängigkeit von anderen Ereignissen in der Heim-Automatisierung, wie z.B. dem Fahren des automatischen Rasenroboters. Und vice versa: Also den automatischen Rasenroboter z.B. erst fahren lassen, wenn der bewässerte Rasen wieder getrocknet ist.
- Bewässerung komplett von einem smarten Bewässerungscomputer steuern lassen. Dieser entscheidet selbständig aufgrund von Wetterbeobachtungen und einmalig hinterlegter Daten zum Garten, ob beregnet wird, an welchen Tagen beregnet wird und wie lange beregnet wird. Das können derzeit das Hunter Hydrawise und das Orbit B-hyve System.
- Wie zuvor, jedoch für die Wetterbeobachtungen Daten verwenden, die mittels eigener Wetterstation im eigenen Garten gemessen wurden.
Trinkwasserschutz
Dieser Punkt ist von Relevanz, wenn man seine Bewässerung mittels Außenwasserhahn aus dem Trinkwassernetz speist, oder wenn man eine Regenwasser-Zisterne in Kombination mit Trinkwasser zum Bewässern verwendet. Diese Anforderung ist im Privatbereich kaum jemanden bekannt und auch die Produkthersteller schweigen das Thema großteils tot, aber streng nach Gesetz ist man auch im Privatbereich bei Betreiben einer Unterflurbewässerung verpflichtet, Maßnahmen zum Trinkwasserschutz zu setzen. Welche das sind und wie man sie umsetzt, erkläre ich detailliert in folgendem Beitrag.
Weiterführender Beitrag: Trinkwasserschutz bei Verwendung eines Außenwasserhahnes bzw. Nutzung einer Zisterne
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