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Revision as of 23:37, 28 April 2015

Project name

<html><img src="/images/9/94/Report.png" border="0" /></html> Main project page

DIY Hydroponik

Ein Projekt von:

Torsten Schubert Thomas Weiland Johann Bauerfeind

Durchgefuehrt im Rahmen des Moduls AWE Naturwissenschaftliches Projektlabor an der HTW Berlin

h1. Wiki

h2. Einführung

Schätzungen der FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) und der NASA zufolge werden im Jahr 2050 ca. 80% der Weltbevölkerung in Städten leben sowie die Weltbevölkerung auf ca. 10 Milliarden Menschen anwachsen. Zur Zeit werden jedoch bereits fast 80% des Landes (800 Millionen Hektar), welches sich für die Agrarkultur eignet bewirtschaftet. Das sind ungefähr 38% der gesamten Landmasse der Erde. Um den Wohlstand der Weltbevölkerung sicher zu stellen, ist es nötig sich nach Alternativen zur konventionellen Kultivierung von Nahrungsmittel umzuschauen.

Derzeit erfolgt die landwirtschaftliche Bewirtschaftung auf Kosten der natürlichen Ökosysteme mit dem Ziel eine verlässliche Nahrungsmittelversorgung zu garantieren. Für die moderne Agrarwirtschaft werden eine Vielzahl chemischer Produkte verwendet, welche ökotoxische Effekte aufweisen.

Alternativen gegenüber der konventionellen Agrarwirtschaft sind nötig um die nachhaltige Nahrungsmittelversorgung zukünftiger Generationen sicherzustellen.

h3. Urban Farming

Die Idee die Landwirtschaft in die Stadt zu integrieren aber auch die Kultivierung von Tieren sowie die Produktion von Nichtnahrungsmitteln in und um die Stadt zu verlegen wird als "Urban Farming" bezeichnet. So werden in zahlreichen Städten wie New York, London, Berlin, Singapur und Tokyo bereits Getreide, Gemüse, Pilze, Früchte aber auch aromatische und medizinische Kräuter, Zierpflanzen, Bäume und deren Produkte sowie im kleinem Maßstab Aquakultur angebaut.

Die Idee Stadtfläche für die Selbstversorgung umzustrukturieren hat einige Vorteile. Hinsichtlich der Nahrungsversorgung sichert der lokale Anbau die Konsumenten gegen Unregelmäßigkeiten in der Nahrungsmittelversorgung ab. In Krisen und bei Nahrungsknappheit sichert die lokale Produktion das Überleben der Bevölkerung. Selbstangebaute Produkte können selbst verzehrt werden oder auf städtischen Märkten verkauft werden. Produkte, welche durch Urban Farming produziert wurden, führen zur Reduktion von Transport und Kühlungskosten und können durch lokale Märkte verteilt werden. Durch die dezentrale Produktion von Nahrungsmitteln können frischere Produkte zu kompetitiven Preisen produziert werden. Insbesondere Wenigverdiener profitieren von Urban Farming, da frische Produkte zugänglicher werden.

Gemüse hat einen kurzen Lebenszyklus und kann aller 60 Tage geerntet werden. Gartenflächen in Städten sind in der Regel 15 mal produktiver als landwirtschaftliche Flächen und können ca. 20 kg Nahrungsmittel pro Quadratmeter im Jahr erzeugen. Erzeuger von urbanen Gemüse sparen Transport-, Verpackungs- und Lagerkosten sowie bieten Arbeitsplätze für soziale Randgruppen und Wenigverdiener. Oftmals werden diese Anlagen ohne Genehmigung betrieben und sind in der Stadt fast "unsichtbar". Potentiell kontaminiertes Land, Wasser und Lärmverschmutzung sowie die Nutzung von ungeeigneten Pestiziden können jedoch das Grundwasser belasten und eine Gesundheitsgefährdung darstellen. In diesem Sinne existiert in Europa für kommerzielle Erzeuger eine Genehmigungpflicht.

(Source URL: http://www.fao.org/urban-agriculture/en/)

h3. Vertical Farming

Eine Idee, um mehr effektive Agrarfläche auf geringen Raum zur Verfügung zu stellen, sind vertikale Farmen. Dabei findet die Nutzpflanzenkultivierung in der Höhe statt- also vertikal. Einige visionäre Vorstellungen gehen davon aus über mehrere Stockwerke hohe große Gewächshäußer in die Stadt zu integrieren. Die Gewinnung von Nahrung in der Stadt ermöglicht es der Stadtbevölkerung ihre Nahrung ohne den langen Transport von ländlichen Regionen zu beziehen. Das Verderben von Nahrungsmitteln würde stark reduziert werden, da diese unmittelbar nach dem Ernten verspeisst werden könnten. Verlassene Gebäude könnten so brauchbar gemacht werden, Stadtluft gereinigt und städtische Abfallströme sicher verwendet werden.

Durch Anbau von Mischkulturen und den Verzicht auf Monokulturen können Probleme von Monokulturen wie Insektenplagen sowie bakterielle Krankheiten reduziert werden.

Die folgende Tabelle veranschaulicht die Vorteile vertikaler Farmen:

- Kein Dünger in Abwasserströmen
- Reduzierung der Nutzung von fossilen Treibstoffen
- Nutzung stillgelegter und leerer Immobilien
- Wetterunabhängige Bewirtschaftung
- Nachhaltige Lebensmittelversorgung urbaner Zentren
- Konvertierung von Abwasser in Trinkwasser durch Respiration
- Pflanzenabfall kann zur Herstellung von Biogas verwendet werden
- Arbeitsplatzschaffung
- Reduzierung von Agrarkulturverbundenen Infektionskrankheiten
- Minimierung der Landnutzung und Schutz natürlicher Ökosysteme

(Source URL: http://www.verticalfarm.com/the-vertical-essay/)

h3. Hydro- und Aquakulturen als urbane Geschäftsidee

Urban Farming sowie insbesondere das "vertical farming" mit Hilfe von Hydrokulturen hat bereits vor über 10 Jahren die ersten erfolgreichen Unternehmen hervorgebracht. Ein Trend der sich fortsetzt.

ECF Farmsystems GmbH Berlin*

In Berlin steht Europas derzeit größte Aquaponik-Farm. Angefangen als kleines Start-Up, welche kleinere Aquakulturen auf und in gebrauchte Lieferkontainer gebaut hat, ist ECF nun ein führendes Unternehmen im Feld für "urban farming" mit 1800m² Produktionsfläche.

"Das geschlossene Aquaponik-System führt zu einer hohen Ressourceneffizienz der Lebensmittelproduktion: Wassereinsparungen, reduzierter CO2-Ausstoß, sowie Verkürzung der Transportwege und Kühlketten. Im Gewächshaus werden Salate ohne Pestizide und Gentechnik produziert und dem Kunden frisch angeboten. In der Aquakultur wachsen Rosé Barsche (Buntbarsche) heran, die ausschließlich bei Bedarf geschlachtet und sofort verkauft werden." (ECF Farmsystems)

{width:300px}http://www.ecf-farmsystems.com/wp-content/uploads/ecf.farm_berlin.png!

http://www.ecf-farmersmarket.com/#section-die-ecf-farm-berlin

Gotham Greens*

Eine der ersten Firmen, welche erstmals eine hydroponische Farm auf den Dächern einer Kirche in Gotham, Queens errichtete ist Gotham Greens. Seit der ersten Anlage 2009 sind zwei Weitere dazugekommen, welche im Herzen der Metrople New York organisches Essen produzieren. Das Unternehmen profitiert dabei insbesondere von dem Interesse von Supermarktketten, welche ihre Flachdächer gern zur Verfügung stellen, um eigenes frisches Gemüse zu erzeugen

{width:300px}http://gothamgreens.com/img/farm/greenhouse_gowanus2.jpg?1397860963!

Growing Underground*

Ein weiteres Start-Up aus London hat sich zum Ziel gesetzt alte stillgelegte U-Bahn Tunnel wiederzubeleben und in diesen aus einer Kombination von Hydroponik und LED Lichtern Kräuter und andere kleine Pflanzen Untertage zu produzieren. Die Firma wirbt damit, dass die Tunnel ganzjährlich ein perfektes Klima zur Kultivierung von geschmacksstarken mikropflanzen besitzen und diese innerhalb von 4 h gepflückt und zum Kunden gelangen können.

h3. Vertical Farming für Jeden

Die Idee des vertikalen Nahrungsmittelanbaus geht einher mit der Idee einer dezentralen Nahrungsversorgung. Diese ermöglicht den Kunden bzw. dem Bürger sich unabhängig der Massennahrungsindustrie teilweise selbständig mit frischen Nahrungsmitteln zu versorgen. Urban Farming bringt die Landwirtschaft mittels einfachster Technologie auf ungenutzte städtische Flächen. Das Anlegen von legalen Gärten ist mit einem hohen bürokratischen Aufwand sowie einer hohen Zeit und Geldinvestition verbunden. Gartenflächen in Großstädten sind ebenfalls stark begrenzt. In Berlin sind jedoch zahlreiche Balkonflächen ungenutzt. Dies liegt nicht im fehlenden Verlangen der Berliner nach einem grünen Balkon begründet, sondern ist der fehlenden Zeit und dem fehlenden grünen Daumen geschuldet ist. Derzeit existiert keine technische Lösung, welche es den Berliner Durchschnittsbürger erlaubt ohne großen Aufwand einen grünen und lebendigen Balkon zu besitzten oder gar die Balkonfläche zum Anbau eigener Nahrungsmittel zu nutzen.

h2. Zielstellung

Im vorliegendem Projekt soll den zukünftigen Nutzern des Systems eine Technologie zur Umsetzung der Idee des „Urban Farming“ an die Hand gegeben werden. Die Konzipierung des Systems zielt dabei vorwiegend auf den Einsatz in Nischen des Wohnbereichs von großstädtischen Wohnanalgen mit wenig Freiflächen für die Umsetzung von Urban Farming ab. Hinsichtlich eines resultierenden Produktes, ist die weitesgehende Automatisierung der Bewirtschafting der Hydrokulturen angestrebt. Das heißt, die möglichen Nutzer des Systems sollen das Produkt nur Aufstellen, die verwendbaren Planzen einsetzen, Wasser einfüllen und nachfüllen wenn die Steuerung ihnen dies signalisiert und ernten/genießen. Hinsichtlich dieser Zielstellung konzentriert das Projekt im ersten Schritt auf die Umsetzung des Prinzips der Hydroponik in technisch komplexer werdenden Schritten. Diese Schritte werden im Projektplan näher spezifiziert.

h2. Grundlagen

h2. Hydroponik- / Aeroponiksysteme und Aquakultur

Als Hydroponik oder allgemein Hydrokultur bezeichnet die Versorgung von Pflanzen mit in wassergelösten Nährstoffen. Faktisch wird dabei keine Erde als Medium sondern nur ein flüssiges oder sogar nebelförmiges Medium genutzt (Aeroponics). In der Regel hängt die Wahl eines geeigneten Systems und Designs von der zu kultivierenden Pflanze sowie einigen Randbedingungen ab.

Pflanzen benötigen in der Regel zunächst Wasser, Licht und Nährstoffe, außerdem benötigen insbesondere die Wurzeln eine möglichst sauerstoffreiche, kühle und dunkle Umgebung.

Diese Kultivierungsmethode ermöglicht ein freies Design, das auf spezielle Bedingungen angepasst werden kann. Es existieren 6 Systeme, welche sich bisher behauptet haben:

h3. Tropf-Systeme

Tropfsysteme sind die einfachsten Varianten von Hydroponischen Systemen. !>{width:300px}http://royaldripirrigation.com/img/images/dripper3.jpg! Dabei wird das Nährmedium tropfenweise in kleinen stetigen Volumina den Pflanzen hinzugefügt. Tropfsysteme zeichnen sich durch die einfach Umsetzbarkeit, den niedrigen Materialaufwand und das einfache Design aus.

Eine Modifikation dieser Systeme sind Kreislauftropfsysteme bei denen die Nährstofflösung wieder zurückgeführt wird. Bei dieser Variante müssen allerdings der pH Wert und sowie dei Nährstoffkonzentration des Mediums beobachtet und unter Umständen nachjustiert werden.

Nichtzirkulierende Tropfsysteme werden durch genau abgestimmte Zeitschaltuhren so abgestimmt, dass nur ein minimaler Medienfluss nötig ist und somit Nährstoffmedium eingespart wird. Hin und wieder wird das System mit reinem Wasser gespült, um die Erzeugung von Nährstoffgradienten zu verhindern.

(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/drip_systems.html)

h3. Ebbe und Flutsysteme

Wie der Name bereits impliziert, handelt es sich bei diesen Systemen um eine Variante bei der die Wurzeln der Pflanzen periodisch mit Nährflüssigkeit benetzt werden. In der Regel werden gesteuert durch eine Schaltzeituhr die Wurzeln periodisch mit der Nährstofflösung versorgt. Diese fließt dann zurück in das Reservoir bis zum nächsten Zeitschritt. Diese Variante reduziert die Pumpenlaufzeit, was sich in einem niedrigeren Energiebezug und geringeren Materialbeanspruchung manifestiert.

(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/ebb-flow_systems.html)

{width:600px}http://www.radongrow.com/home/hydroponics-1/ebb-and-flow-or-flood-and-drain-sub-irrigation/EBB%20and%20FLOW%20radongrow.png?attredirects=0!

h3. Flüssigkeitsfilmsysteme

Im englischen werden diese Systeme als NFT Systeme (Nutrient Film Technique) bezeichnet. Dabei wird ein Flüssigkeitsfilm erzeugt mit dem die Pflanzenwurzeln kontinuierlich benetzt werden. In der Regel wird eine größeres Rohr mit den kleineren Rohren verbunden, in welchen der Flüssigkeitsfilm aufgebaut wird. Die Modularisierbarkeit dieses Systems ist besonders bei industriellen Hydrokulturen beliebt und wird oft für größere Farmen eingesetzt.

{width:600px}http://www.manicbotanix.com/images/stories/nft_system.jpg!

(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/nft_systems.html)

h3. Bottichkultur

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei der Bottichkultur um eine sehr einfache Variante hydroponischer Systeme. Dabei befindet sich die Pflanze in einem Korb, welcher knapp über der Nährstofflösung angebracht ist. Technisch betrachtet, werden dazu oft Styropurschwimmer verwendet, welche auf der Wasseroberfläche schwimmen oder die Pflanzen werden direkt in vorbereitete Löcher im Deckel der Anlage befestigt.

Problematisch ist die Belüftung des Nährmediums, da durch das Stehen des Wassers der Sauerstoffeintrag sehr gering ist und sich schnell anoxische Regionen bilden. In diesen können anaerobe Fäulnisbakterien wachsen, welche die Wurzeln der Pflanzen schädigen und die Nährstoffe im Medium vergären können. Um dies zu verhindern kann mit einer Aquarienpumpe die Flüssigkeit belüftet werden. Auch die Einspeisung von Regenwasser kann die Nährstofflösung belüften.

{width:600}http://www.dbcourt.co.uk/hydroponics/Images/Water%20Culture%20-%20Hydroponics.jpg!

(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/water-culture_systems.html)

h3. Fischkultur (Aquaponik)

Der Nährstoffmedienspeicher kann bei einigen Hydroponiksystemen auch als Kulturgefäß für die Fischzucht genutzt werden. Dabei werden kleine Insekten und Mikroorganimsen, welche sich an der Pflanze anlagern zurück in den Speicher gespüllt und dort von en Fischen verzerrt. Gleichzeitig düngen die Fischexkremente die Pflanzen und versorgen die Pflanze mit Stickstoff, Phosphat und anderen wichtigen Bausteinen.

{with:600px}https://belajaraquaponik.files.wordpress.com/2014/11/20141119-162253.jpg!

h3. Aeroponik

Ein weiterer Spezialfall der Hydroponik sind Aeroponiksysteme. Dabei wird das Nährstoffmedium nicht als Flüssigkeit sondern als Aerosol oder Nebel dargereicht. Auch hier kann kontinuierlich sowie periodisch gearbeitet werden. Bei kontinuierlichen Systemen wird mit Hilfe eines Vernebelers ein Nährstoffnebel hergestellt. Bei periodischen Systemen werden die Wurzeln meist über eine Spraydüse perdiodisch mit Nährstofflösung besprüht. Der Vorteil dieser Methode ist, dass nur wenig bis sehr wenig Nährmedium verbraucht wird und so gut wie nichts vom Nährmedium verloren geht.

Durch die Aeroponik werden die Wurzeln der Pflanzen maximal mit Sauerstoff versorgt und die Nährstoff ideal auf der Wurzeloberfläche verteilt. Dies resultiert in einem rapiden Wachstum. Problematisch jedoch ist das Zusetzen der Vernebler oder Sprenkler mit gelösten Mineralen der Nährstofflösung.

{width:600px}http://lsmorganik.files.wordpress.com/2014/12/wpid-screenshot_2014-12-20-05-24-39-1.jpg%3Fw%3D560!

(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/aeroponics_systems.html)

h3. Feuchtigkeitsspeichersysteme

Dieses System ist das simpelste hydroponische System. Beim Feuchtigkeitsspeicher sind keine beweglichen Teile, Motoren, Pumpen oder Elektrizität nötig. Die Pflanzen werden nur durch ein saugfähiges Material (Feuchtigkeitsspeicher), welches in die Nährstofflösung getränkt ist, versorgt.

Die begrenzte Versorgung mit Nährstoffen limitiert diese Variante jedoch hisichtlich der Pflanzengröße. So können nur kleine Pflanzen wie Kräuter oder Topfpflanzen mit diesem System versorgt werden. Auch werden nicht alle Pflanzen gleich mit Nährstoffen versorgt. Pflanzen nutzen ebenfalls nur die Nährstoffe und das Wasser das sie wirklich brauchen und der Rest bleibt im Reservoir zurück. Dies kann zur Aufkonzentrierung des Nährmediums führen und zur kritischen Ansammlung von Mineralsalzen.

{width:600px}http://www.remuerarealestateregister.co.nz/userfiles/images/Wick_system.jpg!

(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/wick-system_systems.html) http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/wick-system_systems.html

(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/systems.html)

h3. Bewertung der Hydroponik- / Aeroponiksysteme

Bewertungsmatrix System

_.Gewicht|_\2=.Hydroponik Var. 1|_\2=.Hydroponik Var. 2|_\2=.Aeroponik|

Stabilität der Pflanzen

Pflege / Reinigungsintervalle

Austauschbarkeit des Mediums

Nährstoffabgabe

Wasserverbrauch

Summe

_\2=.|_\2=.|

Rang

_\2=.|_\2=.|

Bewertungsmatrix zur Art des Wassertransportes innerhalb des Systems

_.Gewicht|_\2=.Überlauf|_\2=.Ablauf|

Konstruktionsaufwand

Trockenlauf

Materialeinsatz

Sicherheit (auslaufendes Wasser)

Summe

_\2=.|

Rang

_\2=.|

h2. Vorhandene Materialien

Tauchpumpe

/8.Template:Thumbnail(31eXiL2KTFL. SX425 .jpg, size=200, title=Tauchpumpe)|Durchlauf|8 l/min|

0,5 bar|

max. 5 m|

12 V|

15-24 Watt|

max. 2,2 A|

450 - 500 Stunden|

ø 38 mm, Länge 85 mm|

"Bezugsquelle":http://www.amazon.de/Comet-1300-01-00-COMET-Tauchpumpe-Bezeichnung--Elegant/dp/B001CV02U4/ref=sr_1_3?ie=UTF8&qid=1416477866&sr=8-3&keywords=tauchpumpe

Nährstoffgranulat

Typ |Langzeitdünger|

fleur ami HM 10|

4-6 Monate|

"Bezugsquelle":http://www.amazon.de/10-Wasserkanister-mit-Hahn-DIN/dp/B002S9RDOW/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1416478007&sr=8-2&keywords=10+l+kanister

Kanister

/5.Template:Thumbnail(612PS7Nch1L. SL1500 .jpg, size=200, title=Kanister)|Nennvolumen|10 l|

10,8 l|

31 cm|

19 cm|

23 cm|

"Bezugsquelle":http://www.raumgruenprofi.de/epages/63565413.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/63565413/Products/0255

h2. Konstruktion

Um die Idee der Hydroponikanlage zu realisieren, wird ein Gestell benötigt siehe Skizze. "Skizze des Gestells":https://pm.f1.htw-berlin.de/redmine/attachments/download/2814/Gestellskizze.pdf Das Gestell soll aus Aluminium L-Profilen gefertigt werden. Eine hölzerne Grundplatte soll dem Gestell Stabilität verleihen.

Liste der Komponenten des Gestells für den Zuschnitt durch Werkstattmitarbeiter

"Bauteile des Gestells":https://pm.f1.htw-berlin.de/redmine/attachments/download/2816/Bauteile%20f%C3%BCr%20Gestell.xlsx *

Template:Thumbnail(20141204 Gestell 1.jpg, size=300, title=Frontansicht des Grundgerüsts) Template:Thumbnail(20141204 Gestell 2.jpg, size=300, title=Schrägansicht des Grundgerüsts)

Template:Thumbnail(20150112 Gestell 1.jpg, size=300, title=Frontansicht des fertigen Gestells) Template:Thumbnail(20150112 Gestell 2.jpg, size=300, title=Schrägansicht des fertigen Gestells) Template:Thumbnail(20150112 Gestell 3.jpg, size=300, title=Seitenansicht des fertigen Gestells)

h2. Testpflanzen

Als Pflanzenzu testen soll Basilikum genommen werden. Die Testpflanzen wurden von einem alten Strauch getrennt und in ein mit Wasser gefülltes Glas zum anwurzeln gestellt. Ein Wasserwechsel erfolgte alle zwei Tage. Nach 14 Tagen zeigten sich erste Ansetze von neuen Wurzeln. 1. Generation

Template:Thumbnail(20150111 Pflanzenalt.jpg, size=300, title=Testpflanzen 1. Generation)

Da die 1. Generation durch vermutlichen Nährstoffmangel anfing zu welken, wurde eine 2. Generation von Testpflanzen angesetzt. 2. Generation

Template:Thumbnail(20150111 Pflanzen neu.jpg, size=300, title=Testpflanzen 2. Generation)

h2. Mitarbeiterkontakte

Bauerfeind, Johann

johann.bauerfeind@student.htw-berlin.de

Schubert, Torsten

goofy.brettkampf@web.de

Weiland, Thomas

s0527483@htw-berlin.de

h2. Projekttagebuch

h3. KW 42 / 13.10. - 17.10.

Organisatorische Treffen und Projektbesprechung.

Es wurde diskutiert, ob das Projekt mehr theoretisch Konzeptionell durchgeführt werden soll oder eher auf den Bau einer Anlage im praktischen Sinne konzentriert sein solle.

Hier wurde angedacht, dass das Modul sich eigentlich mehr auf die Konzeptionierung bezieht. Nach Nachfrage sind jedoch praktische Arbeiten sehr wohl gewollt. Einstimmige Einigung auf eine schnelle Prototyping-orientierte praktische Lösung.

h3. KW 43 / 20.10. - 24.10.

Nach Einigung auf praktische Umsetzung wurden zunächst prinzipiell Bereiche zugeordnet. Thomas beschäftigt sich zunächst damit eine Organisationstruktur in Form des FB1 Projektmanagements zu schaffen. Johann beschäftigt sich damit welche Pflanzen sich eignen und welche Anforderungen dies für das zu wählende Design beherbergt. Torsten und Thomas sollen die Entscheidungen bei der Umsetzung und der Konstruktion aufgrund Ihrer Erfahrung treffen.

h3. KW 44 / 27.10. - 31.10.

Thomas beschäftigt sich mit dem Aufsetzen eines Projektmanagementsystems für das Projekt im Rahmen des FB1 Redmine Systems. Es gibt Probleme mit dem Account von Johann und von Frau Prof. Kröger.

Als Planzen wurden zunächst Basilikumpflanzen gewählt, da diese sich hinsichtlich ihrer Anforderungen gut eignen und Thomas selbst derzeit treibende Basilikumpflanzen hat.

Demzufolge wird versucht ein möglichst platzsparendes System zu entwickeln mit dem ca. 6 Basilikumpflanzen herangezogen werden können.

h3. KW 45 / 03.11. - 07.11.

Zusammentragen möglicher verwendbarer Einzehlteile aus dem Fundus von Johann und Thomas. Brainstorming über Aussehen und Konzeption der Anlage. Um auf dem Balkon ein angenehmes Klima zu erzeugen, soll ein System gebaut werden bei dem der Fluss des Wassers wahrgenommen werden kann. Weiterhin sollen die Pflanzen stufenartig übereinander wachsen können. Damit wird ausgeschlossen, dass die Pflanzen sich gegenseitig die Lichtzufuhr begrenzen.

Es müssen noch passende Blumenkästen mit Ablauflöchern besorgt werden. Thomas hat dort Blumenkästen von Kik vorgeschlagen. Diese sollten sich prinzipiell eignen.

h3. KW 46 / 10.11. - 14.11.

Einigung zum Betriebsmodus der Anlage. Die Anlage soll eine Mischung aus dem Ebb- und Flutsystem und einem regulären Tropfsystem darstellen. Dabei soll das Nährmedium periodisch in den oben Blumenkasten gepumpt werden. Ein Überlauf führt das überschüssige Nährmedium in den nächsten Blumenkasten. Dies garantiert zum einen die zirkulation des Wassers um die Bildung von anoxischen Regionen und somit die Ansammlung von Fäulnisbakterien zu vermeiden. Zum Anderen haben die Pflanzen durch den Medienrückstand in jedem Blumenkasten ständig Zugang zu Nährstoffen und Wasser.

h3. KW 47 / 17.11. - 21.11.

Thomas hat seine kleine Blumenkästen mitgebracht und die Abmasse wurden genommen, um folgend ein passendes Gestell zu bauen. Torsten schlug vor das Gestell zunächst vollständig aus Holz zu bauen. Bei Undichtigkeit wäre da jedoch die Gefahr, dass das Holz selbst faulen könnte oder marode wird, wenn es estwas feucht wird. Kunststoff wurde vorgeschlagen von Johann aber dabei kam der Einwand, dass dieser nicht stabil genug sein könnte. Zum Schluss wurde sich auf die Nutzung von Aluminium L Profil geeinigt. Dazu muss zunächst geklärt werden ob in der Werkstatt selber Reste bereit liegen und dort unter Umständen gebohrt werden könnte.

L Profile wurden im Baumarkt besorgt.

h3. KW 48 / 24.11. - 28.11.

Erledigte Aufgaben:*

Frau Kröger meinte es sei kein Problem die L-Profile zuschneiden zu lassen in der Werkstatt und könnte das diese Woche mit uns machen. Wir sollen Ihr nur sagen wann, sie kann nur Donnerstags nicht. Auch die Übernahme der Kosten sei möglich.

Thomas könntest Du Die Profile holen oder so? Dann könntest Du die einfach in den Projektraum zu den anderen Teilen stellen und dann könnte Goofy sich schonmal mit Kröger verabreden?

Torsten: - Gestellskizze fertig

Geplante Aufgaben:*

Thomas: -Besorgt L-Profile und Blumenkästen,bringt alles am Samstag in die Uni

Johann: - Montag 01.12 Zuschneiden der L-Profile

Torsten: - Theorie

h3. KW 49 / 01.12. - 05.12.

Erledigte Aufgaben:*

Überarbeitung Skizze und Bauteilauslegung Zuschnitt von L-Profilen in Werkstatt Bohren der Profile und Konstruktion des Gestells.

Geplante Aufgaben:*

Bau des Gestells

h3. KW 50 / 08.12. - 12.12.

Erledigte Aufgaben:*

Bodenplatte besorgt, Zuschnitt erledigt und Stabilisationsleisten sowie Bodenteile montiert. Fertig für Winterpause (Torsten)

Geplante Aufgaben:*

Besorge Bodenplatte

h3. KW 51 / 15.12. - 19.12.

Weihnachtspause

h3. KW 52 / 22.12. - 26.12.

Weihnachtspause

h3. KW 53 / 29.12. - 02.01.15

1.) Abdichten der Blumenkästen 2.) Besorgen eines Schlauchadapters (Innendurchmesser 0.6 mm auf 1.3 mm) 3.) Schlauchbefestigung und Abdichtung 4.) Steuerung und Mediumtest

Zu 2.) habe ich weiter nach Adaptern gesucht, war dann aber zu geizig 8,40 EUR für einen kleinen Plastik-Adapter auszugeben

Zu 3.) Ich habe zu Weihnachten nen Arduino geschenkt bekommen sowie einen raspberry pi, so dass ich gerade dabei bin ziemlich simpel eine Pumpensteuerung zu entwerfen. [Johann]

h3. KW 1 / 05.01. - 09.01.15

Erledigte Aufgaben:*

Neu Pflanzenkultur angesetzt

Geplante Aufgaben:*

Blumenkästen abdichten Gestell fertig bauen und Probelauf.

h3. KW 2 / 12.01. - 16.01.15

Erledigte Aufgaben:*

Blumenkästen abgedichtet Gestell fertiggestellt und Probelauf durchgeführt. 15.01. Testlauf AutoPlant

Lauf bei 5 V und 0.3 A mit Comet Tauchpumpe: -> Geräushce durch Ablauf Lösung: Kappen besorgen (evt. Verbinder bohren) -> Selten verstopfung - meist gelöst druch Aufschwämmen des Granulats Überlegung Ersatz Comet Pumpe mit Aquarienpumpe leiser, längere Laufzeit etc. aber nichht trockenlaufbar! Überlegung für Füllstand messer als Sicherung A.) Elektroden B.) Feuchtigkeitssensor C.) Schwimmer und Schaltkreis Falls Umsetzung Füllstandsmesser dann überlegung zur Verwendung eines Arduinos ansonsten Zeitschaltuhr

Geplante Aufgaben:*

Zeitstelluhr besorgen

h3. KW 3 / 19.01. - 23.01.15

Erledigte Aufgaben:*

Zetstelluhr besorgt Kappen mit gebohrten Löchern vermindern das Sauggeräusch der Anlage ausreichend Comet Pumpe Defekt - Stop des Projekts. Comet Pumpe pumpt Wasser nicht mehr. Zeitstelluhr kontrolliert Pumpzyklus (15 min an | 2h aus)

Geplante Aufgaben:*

Austausch der Pumpe

h3. KW 4 / 26.01. - 30.01.15

Erledigte Aufgaben:*

Besorgung der Pumpe und Austausch mit defekter Cometpumpe.

Geplante Aufgaben:*

Anzucht und Einsetzen der Basilikumpflanzen

h3. KW 06 / 02.02. - 06.02.15

Erledigte Aufgaben:*

Einsetzen der zweiten Generation von Basilikumsprösslingen von Thomas Sowie Langzeitlaufbeobachtung

Geplante Aufgaben:*

Regelmäßiger Check auf Gesundheit und Vitalität der Pflanzen (Betrachtung von Fülle, Wachstum, Geruch, Aussehen)

h3. KW 07 / 09.02. - 13.02.15

Betriebsprotokoll:*

09.02.15 Uhrzeit: 11:36 Pumpe: Funktioniert Wasserstand: Etwa 2cm gesunken nach 3 Tagen Laufzeit. Pflanzen: Alle Pflanzen fühlen sich etwas trocken an in der Richtung der Blattaussenseite 1: Brauner Rand an einem Blatt(trocken) 2: Brauner Rand an zwei Bättern(trocken) 3: sehr leichte braune ränder 4: Brauner Rand an zwei Bättern(trocken) 5:sehr leichte braune ränder 6: sehr leichte braune ränder

Template:Thumbnail(2015-02-09 11.17.17.jpg, size=150, title=Gesamtansicht) Template:Thumbnail(2015-02-09 11.17.09.jpg, size=150, title=Wasserstand) Template:Thumbnail(2015-02-09 11.17.24.jpg, size=150, title=Pflanze 1) Template:Thumbnail(2015-02-09 11.17.32.jpg, size=150, title=Pflanze 1 und 2)

Template:Thumbnail(2015-02-09 11.17.39.jpg, size=150, title=Pflanze 3 und 4v1)

Template:Thumbnail(2015-02-09 11.17.48.jpg, size=150, title=Pflanze 3 und 4 v2) Template:Thumbnail(2015-02-09 11.17.56.jpg, size=150, title=Pflanze 5 udn 6) Template:Thumbnail(2015-02-09 11.18.18.jpg, size=150, title=Brauner Rand Pflanze)

Erledigte Aufgaben:*

Geplante Aufgaben:*

Berechnung Wasserverdunstung Zugabe von mehr Mediumgranulat am Dienstag

h3. KW 08 / 16.02. - 20.02.15

Erledigte Aufgaben:*

Johann: Mediumgranulat hinzugefügt und Pflanzen über die Woche regelmäßig beobachtet.

Betriebsprotokoll:*

18.02.15 Uhrzeit: 11:36 Pumpe: Funktioniert Wasserstand: Nicht auswertbar da Thomas und ich ohne Absprache nachgefüllt

Pflanzen: Alle Pflanzen fühlen sich noch etwas trocken an in der Richtung der Blattaussenseite an

Alle Pflanzen zeigen die gleichen braunen Ränder wie in der vorherigen Woche aber die Pflanzen sind nun stämmiger und haben an größe und Volumen gewonnen

Template:Thumbnail(2015-02-18 14.01.31.jpg, size=150, title=Gesamtansicht) Template:Thumbnail(2015-02-18 14.01.36.jpg, size=150, title=Pflanze 1 und 2 V1) Template:Thumbnail(2015-02-18 14.01.40.jpg, size=150, title=Pflanze 1 und 2 V2) Template:Thumbnail(2015-02-18 14.01.46.jpg, size=150, title=Pflanze 3 und 4)

Template:Thumbnail(2015-02-18 14.01.55.jpg, size=150, title=Pflanze 5 und 6)

Template:Thumbnail(2015-02-18 14.02.01.jpg, size=150, title=Wasserstand) Template:Thumbnail(2015-02-18 14.09.27.jpg, size=150, title=Gesamtansicht2)

Geplante Aufgaben:*

Füllstandssensor für Optimierung (Thomas)

h3. KW 09 / 23.02. - 27.02.15

Erledigte Aufgaben:*

Johann: Braune Ränder der Pflanzenblätter sind nicht größer gewurden aber teilweise noch zu erkennen. Blätter haben ein sattes grün sind aber noch etwas schlaff.

Geplante Aufgaben:*

h3. KW 10 / 02.03. - 06.03.15

Füllstandssensor soll angebracht werden damit rechtzeitig das Problem der Verdunstung in Angriff genommen werden kann. Thomas hat sich bereit erklärt ein entsprechendes Regelungswerk herzustellen.

h3. KW 10 / 09.03. - 13.03.15

Regelung und Sensor angebracht an Anlage. Funktioniert

User:Johann Bauerfeind/Notebook/Vertical Farming/Entry Base: Difference between revisions

Revision as of 23:37, 28 April 2015

DIY Hydroponik

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-==Entry title==
+==DIY Hydroponik==
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+Ein Projekt von:
+Torsten Schubert
+Thomas Weiland
+Johann Bauerfeind
+Durchgefuehrt im Rahmen des Moduls AWE Naturwissenschaftliches Projektlabor an der HTW Berlin
+h1. Wiki
+{{>toc}}
+h2. Einführung
+Schätzungen der FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) und der NASA zufolge werden im Jahr 2050 ca. 80% der Weltbevölkerung in Städten leben sowie die Weltbevölkerung auf ca. 10 Milliarden Menschen anwachsen. Zur Zeit werden jedoch bereits fast 80% des Landes (800 Millionen Hektar), welches sich für die Agrarkultur eignet bewirtschaftet. Das sind ungefähr 38% der gesamten Landmasse der Erde. Um den Wohlstand der Weltbevölkerung sicher zu stellen, ist es nötig sich nach Alternativen zur konventionellen Kultivierung von Nahrungsmittel umzuschauen.
+Derzeit erfolgt die landwirtschaftliche Bewirtschaftung auf Kosten der natürlichen Ökosysteme mit dem Ziel eine verlässliche Nahrungsmittelversorgung zu garantieren. Für die moderne Agrarwirtschaft werden eine Vielzahl chemischer Produkte verwendet, welche ökotoxische Effekte aufweisen.
+Alternativen gegenüber der konventionellen Agrarwirtschaft sind nötig um die nachhaltige Nahrungsmittelversorgung zukünftiger Generationen sicherzustellen.
+h3. Urban Farming
+Die Idee die Landwirtschaft in die Stadt zu integrieren aber auch die Kultivierung von Tieren sowie die Produktion von Nichtnahrungsmitteln in und um die Stadt zu verlegen wird als "Urban Farming" bezeichnet. So werden in zahlreichen Städten wie New York, London, Berlin, Singapur und Tokyo bereits Getreide, Gemüse, Pilze, Früchte aber auch aromatische und medizinische Kräuter, Zierpflanzen, Bäume und deren Produkte sowie im kleinem Maßstab Aquakultur angebaut.
+Die Idee Stadtfläche für die Selbstversorgung umzustrukturieren hat einige Vorteile. Hinsichtlich der Nahrungsversorgung sichert der lokale Anbau die Konsumenten gegen Unregelmäßigkeiten in der Nahrungsmittelversorgung ab. In Krisen und bei Nahrungsknappheit sichert die lokale Produktion das Überleben der Bevölkerung. Selbstangebaute Produkte können selbst verzehrt werden oder auf städtischen Märkten verkauft werden. Produkte, welche durch Urban Farming produziert wurden, führen zur Reduktion von Transport und Kühlungskosten und können durch lokale Märkte verteilt werden. Durch die dezentrale Produktion von Nahrungsmitteln können frischere Produkte zu kompetitiven Preisen produziert werden. Insbesondere Wenigverdiener profitieren von Urban Farming, da frische Produkte zugänglicher werden.
+Gemüse hat einen kurzen Lebenszyklus und kann aller 60 Tage geerntet werden. Gartenflächen in Städten sind in der Regel 15 mal produktiver als landwirtschaftliche Flächen und können ca. 20 kg Nahrungsmittel pro Quadratmeter im Jahr erzeugen. Erzeuger von urbanen Gemüse sparen Transport-, Verpackungs- und Lagerkosten sowie bieten Arbeitsplätze für soziale Randgruppen und Wenigverdiener. Oftmals werden diese Anlagen ohne Genehmigung betrieben und sind in der Stadt fast "unsichtbar". Potentiell kontaminiertes Land, Wasser und Lärmverschmutzung sowie die Nutzung von ungeeigneten Pestiziden können jedoch das Grundwasser belasten und eine Gesundheitsgefährdung darstellen. In diesem Sinne existiert in Europa für kommerzielle Erzeuger eine Genehmigungpflicht.
+(Source URL: http://www.fao.org/urban-agriculture/en/)
+h3. Vertical Farming
+Eine Idee, um mehr effektive Agrarfläche auf geringen Raum zur Verfügung zu stellen, sind vertikale Farmen. Dabei findet die Nutzpflanzenkultivierung in der Höhe statt- also vertikal. Einige visionäre Vorstellungen gehen davon aus über mehrere Stockwerke hohe große Gewächshäußer in die Stadt zu integrieren. Die Gewinnung von Nahrung in der Stadt ermöglicht es der Stadtbevölkerung ihre Nahrung ohne den langen Transport von ländlichen Regionen zu beziehen. Das Verderben von Nahrungsmitteln würde stark reduziert werden, da diese unmittelbar nach dem Ernten verspeisst werden könnten. Verlassene Gebäude könnten so brauchbar gemacht werden, Stadtluft gereinigt und städtische Abfallströme sicher verwendet werden.
+Durch Anbau von Mischkulturen und den Verzicht auf Monokulturen können Probleme von Monokulturen wie Insektenplagen sowie bakterielle Krankheiten reduziert werden.
+Die folgende Tabelle veranschaulicht die Vorteile vertikaler Farmen:
+ - Kein Dünger in Abwasserströmen
+ - Reduzierung der Nutzung von fossilen Treibstoffen
+ - Nutzung stillgelegter und leerer Immobilien
+ - Wetterunabhängige Bewirtschaftung
+ - Nachhaltige Lebensmittelversorgung urbaner Zentren
+ - Konvertierung von Abwasser in Trinkwasser durch Respiration
+ - Pflanzenabfall kann zur Herstellung von Biogas verwendet werden
+ - Arbeitsplatzschaffung
+ - Reduzierung von Agrarkulturverbundenen Infektionskrankheiten
+ - Minimierung der Landnutzung und Schutz natürlicher Ökosysteme
+(Source URL: http://www.verticalfarm.com/the-vertical-essay/)
+h3. Hydro- und Aquakulturen als urbane Geschäftsidee
+Urban Farming sowie insbesondere das "vertical farming" mit Hilfe von Hydrokulturen hat bereits vor über 10 Jahren die ersten erfolgreichen Unternehmen hervorgebracht. Ein Trend der sich fortsetzt.
+*ECF Farmsystems GmbH Berlin*
+In Berlin steht Europas derzeit größte Aquaponik-Farm. Angefangen als kleines Start-Up, welche kleinere Aquakulturen auf und in gebrauchte Lieferkontainer gebaut hat, ist ECF nun ein führendes Unternehmen im Feld für "urban farming" mit 1800m² Produktionsfläche.
+"Das geschlossene Aquaponik-System führt zu einer hohen Ressourceneffizienz der Lebensmittelproduktion: Wassereinsparungen, reduzierter CO2-Ausstoß, sowie Verkürzung der Transportwege und Kühlketten.
+Im Gewächshaus werden Salate ohne Pestizide und Gentechnik produziert und dem Kunden frisch angeboten. In der Aquakultur wachsen Rosé Barsche (Buntbarsche) heran, die ausschließlich bei Bedarf geschlachtet und sofort verkauft werden." (ECF Farmsystems)
+!{width:300px}http://www.ecf-farmsystems.com/wp-content/uploads/ecf.farm_berlin.png!
+http://www.ecf-farmersmarket.com/#section-die-ecf-farm-berlin
+*Gotham Greens*
+Eine der ersten Firmen, welche erstmals eine hydroponische Farm auf den Dächern einer Kirche in Gotham, Queens errichtete ist Gotham Greens. Seit der ersten Anlage 2009 sind zwei Weitere dazugekommen, welche im Herzen der Metrople New York organisches Essen produzieren. Das Unternehmen profitiert dabei insbesondere von dem Interesse von Supermarktketten, welche ihre Flachdächer gern zur Verfügung stellen, um eigenes frisches Gemüse zu erzeugen
+!{width:300px}http://gothamgreens.com/img/farm/greenhouse_gowanus2.jpg?1397860963!
+*Growing Underground*
+Ein weiteres Start-Up aus London hat sich zum Ziel gesetzt alte stillgelegte U-Bahn Tunnel wiederzubeleben und in diesen aus einer Kombination von Hydroponik und LED Lichtern Kräuter und andere kleine Pflanzen Untertage zu produzieren. Die Firma wirbt damit, dass die Tunnel ganzjährlich ein perfektes Klima zur Kultivierung von geschmacksstarken mikropflanzen besitzen und diese innerhalb von 4 h gepflückt und zum Kunden gelangen können.
+h3. Vertical Farming für Jeden
+Die Idee des vertikalen Nahrungsmittelanbaus geht einher mit der Idee einer dezentralen Nahrungsversorgung. Diese ermöglicht den Kunden bzw. dem Bürger sich unabhängig der Massennahrungsindustrie teilweise selbständig mit frischen Nahrungsmitteln zu versorgen.
+Urban Farming bringt die Landwirtschaft mittels einfachster Technologie auf ungenutzte städtische Flächen. Das Anlegen von legalen Gärten ist mit einem hohen bürokratischen Aufwand sowie einer hohen Zeit und Geldinvestition verbunden. Gartenflächen in Großstädten sind ebenfalls stark begrenzt. In Berlin sind jedoch zahlreiche Balkonflächen ungenutzt. Dies liegt nicht im fehlenden Verlangen der Berliner nach einem grünen Balkon begründet, sondern ist der fehlenden Zeit und dem fehlenden grünen Daumen geschuldet ist. Derzeit existiert keine technische Lösung, welche es den Berliner Durchschnittsbürger erlaubt ohne großen Aufwand einen grünen und lebendigen Balkon zu besitzten oder gar die Balkonfläche zum Anbau eigener Nahrungsmittel zu nutzen.
+h2. Zielstellung
+Im vorliegendem Projekt soll den zukünftigen Nutzern des Systems eine Technologie zur Umsetzung der Idee des „Urban Farming“ an die Hand gegeben werden. Die Konzipierung des Systems zielt dabei vorwiegend auf den Einsatz in Nischen des Wohnbereichs von großstädtischen Wohnanalgen mit wenig Freiflächen für die Umsetzung von Urban Farming ab. Hinsichtlich eines resultierenden Produktes, ist die weitesgehende Automatisierung der Bewirtschafting der Hydrokulturen angestrebt. Das heißt, die möglichen Nutzer des Systems sollen das Produkt nur Aufstellen, die verwendbaren Planzen einsetzen, Wasser einfüllen und nachfüllen wenn die Steuerung ihnen dies signalisiert und ernten/genießen. Hinsichtlich dieser Zielstellung konzentriert das Projekt im ersten Schritt auf die Umsetzung des Prinzips der Hydroponik in technisch komplexer werdenden Schritten. Diese Schritte werden im Projektplan näher spezifiziert.
+h2. Grundlagen
+h2. Hydroponik- / Aeroponiksysteme und Aquakultur
+Als Hydroponik oder allgemein Hydrokultur bezeichnet die Versorgung von Pflanzen mit in wassergelösten Nährstoffen. Faktisch wird dabei keine Erde als Medium sondern nur ein flüssiges oder sogar nebelförmiges Medium genutzt (Aeroponics). In der Regel hängt die Wahl eines geeigneten Systems und Designs von der zu kultivierenden Pflanze sowie einigen Randbedingungen ab.
+Pflanzen benötigen in der Regel zunächst Wasser, Licht und Nährstoffe, außerdem benötigen insbesondere die Wurzeln eine möglichst sauerstoffreiche, kühle und dunkle Umgebung.
+Diese Kultivierungsmethode ermöglicht ein freies Design, das auf spezielle Bedingungen angepasst werden kann. Es existieren 6 Systeme, welche sich bisher behauptet haben:
+h3. Tropf-Systeme
+Tropfsysteme sind die einfachsten Varianten von Hydroponischen Systemen. !>{width:300px}http://royaldripirrigation.com/img/images/dripper3.jpg! Dabei wird das Nährmedium tropfenweise in kleinen stetigen Volumina den Pflanzen hinzugefügt. Tropfsysteme zeichnen sich durch die einfach Umsetzbarkeit, den niedrigen Materialaufwand und das einfache Design aus.
+Eine Modifikation dieser Systeme sind Kreislauftropfsysteme bei denen die Nährstofflösung wieder zurückgeführt wird. Bei dieser Variante müssen allerdings der pH Wert und sowie dei Nährstoffkonzentration des Mediums beobachtet und unter Umständen nachjustiert werden.
+Nichtzirkulierende Tropfsysteme werden durch genau abgestimmte Zeitschaltuhren so abgestimmt, dass nur ein minimaler Medienfluss nötig ist und somit Nährstoffmedium eingespart wird. Hin und wieder wird das System mit reinem Wasser gespült, um die Erzeugung von Nährstoffgradienten zu verhindern.
+(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/drip_systems.html)
+h3. Ebbe und Flutsysteme
+Wie der Name bereits impliziert, handelt es sich bei diesen Systemen um eine Variante bei der die Wurzeln der Pflanzen periodisch mit Nährflüssigkeit benetzt werden. In der Regel werden gesteuert durch eine Schaltzeituhr die Wurzeln periodisch mit der Nährstofflösung versorgt. Diese fließt dann zurück in das Reservoir bis zum nächsten Zeitschritt. Diese Variante reduziert die Pumpenlaufzeit, was sich in einem niedrigeren Energiebezug und geringeren Materialbeanspruchung manifestiert.
+(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/ebb-flow_systems.html)
+!{width:600px}http://www.radongrow.com/home/hydroponics-1/ebb-and-flow-or-flood-and-drain-sub-irrigation/EBB%20and%20FLOW%20radongrow.png?attredirects=0!
+h3. Flüssigkeitsfilmsysteme
+Im englischen werden diese Systeme als NFT Systeme (Nutrient Film Technique) bezeichnet. Dabei wird ein Flüssigkeitsfilm erzeugt mit dem die Pflanzenwurzeln kontinuierlich benetzt werden. In der Regel wird eine größeres Rohr mit den kleineren Rohren verbunden, in welchen der Flüssigkeitsfilm aufgebaut wird. Die Modularisierbarkeit dieses Systems ist besonders bei industriellen Hydrokulturen beliebt und wird oft für größere Farmen eingesetzt.
+!{width:600px}http://www.manicbotanix.com/images/stories/nft_system.jpg!
+(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/nft_systems.html)
+h3. Bottichkultur
+Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei der Bottichkultur um eine sehr einfache Variante hydroponischer Systeme.
+Dabei befindet sich die Pflanze in einem Korb, welcher knapp über der Nährstofflösung angebracht ist. Technisch betrachtet, werden dazu oft Styropurschwimmer verwendet, welche auf der Wasseroberfläche schwimmen oder die Pflanzen werden direkt in vorbereitete Löcher im Deckel der Anlage befestigt.
+Problematisch ist die Belüftung des Nährmediums, da durch das Stehen des Wassers der Sauerstoffeintrag sehr gering ist und sich schnell anoxische Regionen bilden. In diesen können anaerobe Fäulnisbakterien wachsen, welche die Wurzeln der Pflanzen schädigen und die Nährstoffe im Medium vergären können.
+Um dies zu verhindern kann mit einer Aquarienpumpe die Flüssigkeit belüftet werden. Auch die Einspeisung von Regenwasser kann die Nährstofflösung belüften.
+!{width:600}http://www.dbcourt.co.uk/hydroponics/Images/Water%20Culture%20-%20Hydroponics.jpg!
+(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/water-culture_systems.html)
+h3. Fischkultur (Aquaponik)
+Der Nährstoffmedienspeicher kann bei einigen Hydroponiksystemen auch als Kulturgefäß für die Fischzucht genutzt werden. Dabei werden kleine Insekten und Mikroorganimsen, welche sich an der Pflanze anlagern zurück in den Speicher gespüllt und dort von en Fischen verzerrt. Gleichzeitig düngen die Fischexkremente die Pflanzen und versorgen die Pflanze mit Stickstoff, Phosphat und anderen wichtigen Bausteinen.
+!{with:600px}https://belajaraquaponik.files.wordpress.com/2014/11/20141119-162253.jpg!
+h3. Aeroponik
+Ein weiterer Spezialfall der Hydroponik sind Aeroponiksysteme. Dabei wird das Nährstoffmedium nicht als Flüssigkeit sondern als Aerosol oder Nebel dargereicht. Auch hier kann kontinuierlich sowie periodisch gearbeitet werden. Bei kontinuierlichen Systemen wird mit Hilfe eines Vernebelers ein Nährstoffnebel hergestellt. Bei periodischen Systemen werden die Wurzeln meist über eine Spraydüse perdiodisch mit Nährstofflösung besprüht. Der Vorteil dieser Methode ist, dass nur wenig bis sehr wenig Nährmedium verbraucht wird und so gut wie nichts vom Nährmedium verloren geht.
+Durch die Aeroponik werden die Wurzeln der Pflanzen maximal mit Sauerstoff versorgt und die Nährstoff ideal auf der Wurzeloberfläche verteilt. Dies resultiert in einem rapiden Wachstum. Problematisch jedoch ist das Zusetzen der Vernebler oder Sprenkler mit gelösten Mineralen der Nährstofflösung.
+!{width:600px}http://lsmorganik.files.wordpress.com/2014/12/wpid-screenshot_2014-12-20-05-24-39-1.jpg%3Fw%3D560!
+(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/aeroponics_systems.html)
+h3. Feuchtigkeitsspeichersysteme
+Dieses System ist das simpelste hydroponische System. Beim Feuchtigkeitsspeicher sind keine beweglichen Teile, Motoren, Pumpen oder Elektrizität nötig. Die Pflanzen werden nur durch ein saugfähiges Material (Feuchtigkeitsspeicher), welches in die Nährstofflösung getränkt ist, versorgt.
+Die begrenzte Versorgung mit Nährstoffen limitiert diese Variante jedoch hisichtlich der Pflanzengröße. So können nur kleine Pflanzen wie Kräuter oder Topfpflanzen mit diesem System versorgt werden. Auch werden nicht alle Pflanzen gleich mit Nährstoffen versorgt. Pflanzen nutzen ebenfalls nur die Nährstoffe und das Wasser das sie wirklich brauchen und der Rest bleibt im Reservoir zurück. Dies kann zur Aufkonzentrierung des Nährmediums führen und zur kritischen Ansammlung von Mineralsalzen.
+!{width:600px}http://www.remuerarealestateregister.co.nz/userfiles/images/Wick_system.jpg!
+(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/wick-system_systems.html)
+http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/wick-system_systems.html
+(Source URL: http://www.homehydrosystems.com/hydroponic-systems/systems.html)
+h3. Bewertung der Hydroponik- / Aeroponiksysteme
+Bewertungsmatrix System
+||_.Gewicht|_\2=.Hydroponik Var. 1|_\2=.Hydroponik Var. 2|_\2=.Aeroponik|
+|Stabilität der Pflanzen||||||||
+|Pflege / Reinigungsintervalle||||||||
+|Austauschbarkeit des Mediums||||||||
+|Nährstoffabgabe||||||||
+|Wasserverbrauch||||||||
+|Summe||_\2=.|_\2=.|_\2=.|
+|Rang||_\2=.|_\2=.|_\2=.|
+Bewertungsmatrix zur Art des Wassertransportes innerhalb des Systems
+||_.Gewicht|_\2=.Überlauf|_\2=.Ablauf|
+|Konstruktionsaufwand||||||
+|Trockenlauf||||||
+|Materialeinsatz||||||
+|Sicherheit (auslaufendes Wasser)||||||
+|Summe||_\2=.|_\2=.|
+|Rang||_\2=.|_\2=.|
+h2. Vorhandene Materialien
+Tauchpumpe
+|/8.{{thumbnail(31eXiL2KTFL._SX425_.jpg, size=200, title=Tauchpumpe)}}|Durchlauf|8 l/min|
+|Druck|0,5 bar|
+|Förderhöhe|max. 5 m|
+|Spannung|12 V|
+|Verbrauch|15-24 Watt|
+|Stromstärke|max. 2,2 A|
+|Laufzeit|450 - 500 Stunden|
+|Gehäusemaße|ø 38 mm, Länge 85 mm|
+"Bezugsquelle":http://www.amazon.de/Comet-1300-01-00-COMET-Tauchpumpe-Bezeichnung--Elegant/dp/B001CV02U4/ref=sr_1_3?ie=UTF8&qid=1416477866&sr=8-3&keywords=tauchpumpe
+Nährstoffgranulat
+|/3.!{width:200px}http://www.raumgruenprofi.de/WebRoot/Store14/Shops/63565413/511C/B906/02F7/778D/6A4B/C0A8/28BC/F924/P1020508.JPG! |Typ |Langzeitdünger|
+|Beschreibung | fleur ami HM 10|
+|Anwendungsdauer| 4-6 Monate|
+"Bezugsquelle":http://www.amazon.de/10-Wasserkanister-mit-Hahn-DIN/dp/B002S9RDOW/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1416478007&sr=8-2&keywords=10+l+kanister
+&nbsp;
+Kanister
+|/5.{{thumbnail(612PS7Nch1L._SL1500_.jpg, size=200, title=Kanister)}}|Nennvolumen|10 l|
+|Effektivvolumen|10,8 l|
+|Höhe|31 cm|
+|Breite|19 cm|
+|Tiefe|23 cm|
+"Bezugsquelle":http://www.raumgruenprofi.de/epages/63565413.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/63565413/Products/0255
+h2. Konstruktion
+Um die Idee der Hydroponikanlage zu realisieren, wird ein Gestell benötigt siehe Skizze.
+"Skizze des Gestells":https://pm.f1.htw-berlin.de/redmine/attachments/download/2814/Gestellskizze.pdf
+Das Gestell soll aus Aluminium L-Profilen gefertigt werden. Eine hölzerne Grundplatte soll dem Gestell Stabilität verleihen.
+*Liste der Komponenten des Gestells für den Zuschnitt durch Werkstattmitarbeiter
+"Bauteile des Gestells":https://pm.f1.htw-berlin.de/redmine/attachments/download/2816/Bauteile%20f%C3%BCr%20Gestell.xlsx	*
+{{thumbnail(20141204_Gestell_1.jpg, size=300, title=Frontansicht des Grundgerüsts)}}
+{{thumbnail(20141204_Gestell_2.jpg, size=300, title=Schrägansicht des Grundgerüsts)}}
+{{thumbnail(20150112_Gestell_1.jpg, size=300, title=Frontansicht des fertigen Gestells)}}
+{{thumbnail(20150112_Gestell_2.jpg, size=300, title=Schrägansicht des fertigen Gestells)}}
+{{thumbnail(20150112_Gestell_3.jpg, size=300, title=Seitenansicht des fertigen Gestells)}}
+h2. Testpflanzen
+Als Pflanzenzu testen soll Basilikum genommen werden.
+Die Testpflanzen wurden von einem alten Strauch getrennt und in ein mit Wasser gefülltes Glas zum anwurzeln gestellt. Ein Wasserwechsel erfolgte alle zwei Tage. Nach 14 Tagen zeigten sich erste Ansetze von neuen Wurzeln.
+. Generation
+{{thumbnail(20150111_Pflanzenalt.jpg, size=300, title=Testpflanzen 1. Generation)}}
+Da die 1. Generation durch vermutlichen Nährstoffmangel anfing zu welken, wurde eine  2. Generation von Testpflanzen angesetzt.
+. Generation
+{{thumbnail(20150111_Pflanzen_neu.jpg, size=300, title=Testpflanzen 2. Generation)}}
+h2. Mitarbeiterkontakte
+* Bauerfeind, Johann
+johann.bauerfeind@student.htw-berlin.de
+* Schubert, Torsten
+goofy.brettkampf@web.de
+* Weiland, Thomas
+s0527483@htw-berlin.de
+&nbsp;
+h2. Projekttagebuch
+h3. KW 42 / 13.10. - 17.10.
+&nbsp;
+Organisatorische Treffen und Projektbesprechung.
+Es wurde diskutiert, ob das Projekt mehr theoretisch Konzeptionell durchgeführt werden soll oder eher auf den Bau einer Anlage im praktischen Sinne konzentriert sein solle.
+Hier wurde angedacht, dass das Modul sich eigentlich mehr auf die Konzeptionierung bezieht. Nach Nachfrage sind jedoch praktische Arbeiten sehr wohl gewollt. Einstimmige Einigung auf eine schnelle Prototyping-orientierte praktische Lösung.
+&nbsp;
+h3. KW 43 / 20.10. - 24.10.
+&nbsp;
+Nach Einigung auf praktische Umsetzung wurden zunächst prinzipiell Bereiche zugeordnet. Thomas beschäftigt sich zunächst damit eine Organisationstruktur in Form des FB1 Projektmanagements zu schaffen. Johann beschäftigt sich damit welche Pflanzen sich eignen und welche Anforderungen dies für das zu wählende Design beherbergt. Torsten und Thomas sollen die Entscheidungen bei der Umsetzung und der Konstruktion aufgrund Ihrer Erfahrung treffen.
+&nbsp;
+h3. KW 44 / 27.10. - 31.10.
+Thomas beschäftigt sich mit dem Aufsetzen eines Projektmanagementsystems für das Projekt im Rahmen des FB1 Redmine Systems. Es gibt Probleme mit dem Account von Johann und von Frau Prof. Kröger.
+Als Planzen wurden zunächst Basilikumpflanzen gewählt, da diese sich hinsichtlich ihrer Anforderungen gut eignen und Thomas selbst derzeit treibende Basilikumpflanzen hat.
+Demzufolge wird versucht ein möglichst platzsparendes System zu entwickeln mit dem ca. 6 Basilikumpflanzen herangezogen werden können.
+&nbsp;
+h3. KW 45 / 03.11. - 07.11.
+&nbsp;
+Zusammentragen möglicher verwendbarer Einzehlteile aus dem Fundus von Johann und Thomas. Brainstorming über Aussehen und Konzeption der Anlage.
+Um auf dem Balkon ein angenehmes Klima zu erzeugen, soll ein System gebaut werden bei dem der Fluss des Wassers wahrgenommen werden kann. Weiterhin sollen die Pflanzen stufenartig übereinander wachsen können. Damit wird ausgeschlossen, dass die Pflanzen sich gegenseitig die Lichtzufuhr begrenzen.
+Es müssen noch passende Blumenkästen mit Ablauflöchern besorgt werden. Thomas hat dort Blumenkästen von Kik vorgeschlagen. Diese sollten sich prinzipiell eignen.
+h3. KW 46 / 10.11. - 14.11.
+&nbsp;
+Einigung zum Betriebsmodus der Anlage. Die Anlage soll eine Mischung aus dem Ebb- und Flutsystem und einem regulären Tropfsystem darstellen. Dabei soll das Nährmedium periodisch in den oben Blumenkasten gepumpt werden. Ein Überlauf führt das überschüssige Nährmedium in den nächsten Blumenkasten. Dies garantiert zum einen die zirkulation des Wassers um die Bildung von anoxischen Regionen und somit die Ansammlung von Fäulnisbakterien zu vermeiden. Zum Anderen haben die Pflanzen durch den Medienrückstand in jedem Blumenkasten ständig Zugang zu Nährstoffen und Wasser.
+h3. KW 47 / 17.11. - 21.11.
+Thomas hat seine kleine Blumenkästen mitgebracht und die Abmasse wurden genommen, um folgend ein passendes Gestell zu bauen. Torsten schlug vor das Gestell zunächst vollständig aus Holz zu bauen. Bei Undichtigkeit wäre da jedoch die Gefahr, dass das Holz selbst faulen könnte oder marode wird, wenn es estwas feucht wird. Kunststoff wurde vorgeschlagen von Johann aber dabei kam der Einwand, dass dieser nicht stabil genug sein könnte. Zum Schluss wurde sich auf die Nutzung von Aluminium L Profil geeinigt. Dazu muss zunächst geklärt werden ob in der Werkstatt selber Reste bereit liegen und dort unter Umständen gebohrt werden könnte.
+L Profile wurden im Baumarkt besorgt.
+&nbsp;
+h3. KW 48 / 24.11. - 28.11.
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+Frau Kröger meinte es sei kein Problem die
+L-Profile zuschneiden zu lassen in der Werkstatt und könnte das diese
+Woche mit uns machen. Wir sollen Ihr nur sagen wann, sie kann nur
+Donnerstags nicht. Auch die Übernahme der Kosten sei möglich.
+Thomas könntest Du Die Profile holen oder so? Dann könntest Du die
+einfach in den Projektraum zu den anderen Teilen stellen und dann könnte
+Goofy sich schonmal mit Kröger verabreden?
+Torsten:
+- Gestellskizze fertig
+&nbsp;
+*Geplante Aufgaben:*
+Thomas:
+-Besorgt L-Profile und Blumenkästen,bringt alles am Samstag in die Uni
+Johann:
+- Montag 01.12 Zuschneiden der L-Profile
+Torsten:
+- Theorie
+&nbsp;
+h3. KW 49 / 01.12. - 05.12.
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+Überarbeitung Skizze und Bauteilauslegung
+Zuschnitt von L-Profilen in Werkstatt
+Bohren der Profile und Konstruktion des Gestells.
+&nbsp;
+*Geplante Aufgaben:*
+Bau des Gestells
+&nbsp;
+h3. KW 50 / 08.12. - 12.12.
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+Bodenplatte besorgt,
+Zuschnitt erledigt und Stabilisationsleisten sowie Bodenteile montiert. Fertig für Winterpause (Torsten)
+&nbsp;
+*Geplante Aufgaben:*
+Besorge Bodenplatte
+&nbsp;
+h3. KW 51 / 15.12. - 19.12.
+Weihnachtspause
+h3. KW 52 / 22.12. - 26.12.
+Weihnachtspause
+h3. KW 53 / 29.12. - 02.01.15
+.) Abdichten der Blumenkästen
+.) Besorgen eines Schlauchadapters (Innendurchmesser 0.6 mm auf 1.3 mm)
+.) Schlauchbefestigung und Abdichtung
+.) Steuerung und Mediumtest
+Zu 2.) habe ich weiter nach Adaptern gesucht, war dann aber zu geizig
+,40 EUR für einen kleinen Plastik-Adapter auszugeben
+Zu 3.) Ich habe zu Weihnachten nen Arduino geschenkt bekommen sowie
+einen raspberry pi, so dass ich gerade dabei bin ziemlich simpel eine
+Pumpensteuerung zu entwerfen. [Johann]
+&nbsp;
+h3. KW 1 / 05.01. - 09.01.15
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+Neu Pflanzenkultur angesetzt
+&nbsp;
+*Geplante Aufgaben:*
+Blumenkästen abdichten
+Gestell fertig bauen und Probelauf.
+&nbsp;
+h3. KW 2 / 12.01. - 16.01.15
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+Blumenkästen abgedichtet
+Gestell fertiggestellt und Probelauf durchgeführt.
+&nbsp;
+.01.
+&nbsp;
+Testlauf
+&nbsp;
+AutoPlant
+&nbsp;
+Lauf bei 5 V und 0.3 A mit Comet Tauchpumpe:
+&nbsp;
+-> Geräushce durch Ablauf
+Lösung: Kappen besorgen (evt. Verbinder bohren)
+&nbsp;
+-> Selten verstopfung - meist gelöst  druch Aufschwämmen des Granulats
+&nbsp;
+Überlegung Ersatz Comet Pumpe mit Aquarienpumpe
+leiser, längere Laufzeit etc. aber nichht trockenlaufbar!
+&nbsp;
+Überlegung für Füllstand messer als Sicherung
+A.) Elektroden
+B.) Feuchtigkeitssensor
+C.) Schwimmer und Schaltkreis
+&nbsp;
+Falls Umsetzung Füllstandsmesser dann überlegung zur Verwendung eines Arduinos
+ansonsten Zeitschaltuhr
+&nbsp;
+*Geplante Aufgaben:*
+Zeitstelluhr besorgen
+h3. KW 3 / 19.01. - 23.01.15
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+Zetstelluhr besorgt
+Kappen mit gebohrten Löchern vermindern das Sauggeräusch der Anlage ausreichend
+Comet Pumpe  Defekt - Stop des Projekts. Comet Pumpe pumpt Wasser nicht mehr.
+Zeitstelluhr kontrolliert Pumpzyklus (15 min an | 2h aus)
+&nbsp;
+*Geplante Aufgaben:*
+Austausch der Pumpe
+&nbsp;
+h3. KW 4 / 26.01. - 30.01.15
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+Besorgung der Pumpe und Austausch mit defekter Cometpumpe.
+*Geplante Aufgaben:*
+Anzucht und Einsetzen der Basilikumpflanzen
+&nbsp;
+h3. KW 06 / 02.02. - 06.02.15
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+Einsetzen der zweiten Generation von Basilikumsprösslingen von Thomas
+Sowie Langzeitlaufbeobachtung
+*Geplante Aufgaben:*
+Regelmäßiger Check auf Gesundheit und Vitalität der Pflanzen (Betrachtung von Fülle, Wachstum, Geruch, Aussehen)
+&nbsp;
+h3. KW 07 / 09.02. - 13.02.15
+*Betriebsprotokoll:*
+&nbsp;
+.02.15
+&nbsp;
+Uhrzeit: 11:36
+Pumpe: Funktioniert
+Wasserstand: Etwa 2cm gesunken nach 3 Tagen Laufzeit.
+Pflanzen:
+&nbsp;
+Alle Pflanzen fühlen sich etwas trocken an in der Richtung der Blattaussenseite
+&nbsp;
+: Brauner Rand an einem Blatt(trocken)
+: Brauner Rand an zwei Bättern(trocken)
+: sehr leichte braune ränder
+: Brauner Rand an zwei Bättern(trocken)
+:sehr leichte braune ränder
+: sehr leichte braune ränder
+&nbsp;
+{{thumbnail(2015-02-09 11.17.17.jpg, size=150, title=Gesamtansicht)}}
+{{thumbnail(2015-02-09 11.17.09.jpg, size=150, title=Wasserstand)}}
+{{thumbnail(2015-02-09 11.17.24.jpg, size=150, title=Pflanze 1)}}
+{{thumbnail(2015-02-09 11.17.32.jpg, size=150, title=Pflanze 1 und 2)}}
+{{thumbnail(2015-02-09 11.17.39.jpg, size=150, title=Pflanze 3 und 4v1)}}
+{{thumbnail(2015-02-09 11.17.48.jpg, size=150, title=Pflanze 3 und 4 v2)}}
+{{thumbnail(2015-02-09 11.17.56.jpg, size=150, title=Pflanze 5 udn 6)}}
+{{thumbnail(2015-02-09 11.18.18.jpg, size=150, title=Brauner Rand Pflanze)}}
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+&nbsp;
+*Geplante Aufgaben:*
+Berechnung Wasserverdunstung
+Zugabe von mehr Mediumgranulat am Dienstag
+&nbsp;
+h3. KW 08 / 16.02. - 20.02.15
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+Johann: Mediumgranulat hinzugefügt und Pflanzen über die Woche regelmäßig beobachtet.
+*Betriebsprotokoll:*
+&nbsp;
+.02.15
+&nbsp;
+Uhrzeit: 11:36
+Pumpe: Funktioniert
+Wasserstand: Nicht auswertbar da Thomas und ich ohne Absprache nachgefüllt
+Pflanzen:
+&nbsp;
+Alle Pflanzen fühlen sich noch etwas trocken an in der Richtung der Blattaussenseite an
+&nbsp;
+Alle Pflanzen zeigen die gleichen braunen Ränder wie in der vorherigen Woche aber die Pflanzen sind nun stämmiger und haben an größe und Volumen gewonnen
+&nbsp;
+{{thumbnail(2015-02-18 14.01.31.jpg, size=150, title=Gesamtansicht)}}
+{{thumbnail(2015-02-18 14.01.36.jpg, size=150, title=Pflanze 1 und 2 V1)}}
+{{thumbnail(2015-02-18 14.01.40.jpg, size=150, title=Pflanze 1 und 2 V2)}}
+{{thumbnail(2015-02-18 14.01.46.jpg, size=150, title=Pflanze 3 und 4)}}
+{{thumbnail(2015-02-18 14.01.55.jpg, size=150, title=Pflanze 5 und 6)}}
+{{thumbnail(2015-02-18 14.02.01.jpg, size=150, title=Wasserstand)}}
+{{thumbnail(2015-02-18 14.09.27.jpg, size=150, title=Gesamtansicht2)}}
+&nbsp;
+&nbsp;
+*Geplante Aufgaben:*
+Füllstandssensor für Optimierung (Thomas)
+&nbsp;
+h3. KW 09 / 23.02. - 27.02.15
+&nbsp;
+*Erledigte Aufgaben:*
+Johann:
+Braune Ränder der Pflanzenblätter sind nicht größer gewurden aber teilweise noch zu erkennen.
+Blätter haben ein sattes grün sind aber noch etwas schlaff.
+&nbsp;
+*Geplante Aufgaben:*
+&nbsp;
+h3. KW 10 / 02.03. - 06.03.15
+Füllstandssensor soll angebracht werden damit rechtzeitig das Problem der Verdunstung in Angriff genommen werden kann.
+Thomas hat sich bereit erklärt ein entsprechendes Regelungswerk herzustellen.
+h3. KW 10 / 09.03. - 13.03.15
+&nbsp;
+Regelung und Sensor angebracht an Anlage. Funktioniert
+&nbsp;