Roboter auf dem Rasen
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22.07.2019 Fachinformation 511 0

Smarte Werkzeuge und Apps für Hobbygärtner

Hobbygärtner, die ihrem Rasenmäher, ihrem Sprinkler oder ihrer Außenbeleuchtung ein Upgrade verpassen wollen, können aus einem wachsenden Angebot von erschwinglichen Werkzeugen mit „smarten“ Technologien wählen.

IEC-Logo

Von Peter Feuilherade

Die vernetzten und programmierbaren Gartengeräte lassen sich in vier Kategorien unterteilen: Rasenmähroboter, Sprinkler, Sensoren und Außenbeleuchtung. Einzelne Systeme werden üblicherweise mit zugehörigen Apps angeboten, mit denen Anwender die Geräte aus der Entfernung mittels Smartphone steuern und sich jederzeit über den Zustand ihres Gartens informieren können.

Einige dieser Produkte gehen auf Technologien zurück, die in der kommerziellen Landwirtschaft bereits weit verbreitet sind und es Landwirten ermöglichen, ihre Wasser- und Düngerressourcen zu steuern sowie den Zustand ihrer Anbauprodukte mit Hilfe des Internet of Things (IoT) zu überwachen.

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Antonio Monaco
Zuständiges Gremium

Die IEC entwickelt eine umfassende Reihe internationaler Normen für Akkus, Sensoren, Motoren und andere Komponenten, die in elektrischen Gartengeräten für den Heimeinsatz Verwendung finden. Sicherheit und einfache Handhabung sind dabei die wesentlichen Gesichtspunkte.


IOT Internet of Things
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Internet of Things: Eine ganze Welt vernetzt sich

Das Internet of Things zieht ein wachsendes Interesse auf sich. Es bietet in einem dynamischen Umfeld lang erhoffte Lösungsmöglichkeiten an.

Neben dem bereits etablierten Internet als Kommunikationsplattform der Menschen sollen im Internet of Things zunehmend alle „Dinge“, also Gegenstände und Geräte des täglichen Lebens, mit uns Menschen, aber vor allem auch untereinander kommunizieren. Dies bringt teilweise tiefgreifende Änderungen und Effizienzsteigerungen in gewohnte Prozessabläufe, aber auch neue Interaktionsmöglichkeiten mit sich.

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Mähroboter schneiden gut ab

Rasenmähroboter sind bei Heimanwendern das meistverkaufte smarte Gartengerät. Sie werden mit Akkusätzen betrieben – meist Lithium-Ionen-Akkus, die an einer Wechselstrom-Basisstation aufgeladen werden. Im Unterschied zu herkömmlichen Rasenmähern schneiden Mähroboter nur die Grasspitzen, dies aber regelmäßig. Die Verkaufspreise reichen von rund 400 € bei einem Modell für kleinere Gärten bis zu über 3000 € für einen Mähroboter, der Flächen bis zu einem halben Hektar mähen kann.

Die meisten Mähroboter benötigen verborgene Begrenzungsdrähte, um ihren Arbeitsbereich nicht zu verlassen und zur Ladestation im Außenbereich zurückzufinden. Die neuesten und teureren Modelle nutzen Drahtlos-Ortungseinrichtungen im Boden, um ihre Position zu berechnen und können nach einem ersten manuellen Trainingsdurchgang zum Erlernen der Rasenflächenform autonom betrieben werden. Einige verfügen über eingebaute Sensoren zur Erkennung von Gartenstrukturen und Hindernissen.

Neuere Mähroboter sind mit Regensensoren ausgestattet und können online Wettervorhersagen abrufen. Die Anwender können sie mit Smartphones, Mobilgeräten und mit KI-gesteuerten Assistenten, wie Amazon Alexa und Google Assistant, vernetzen, um die Mähroboter per Sprachsteuerung zu starten und anzuhalten sowie Mähpläne einzurichten. Zu den integrierten Sicherheitseinrichtungen gehören Hub- und Neigungssensoren, die dafür sorgen, dass sich der Mähroboter in potenziell gefährlichen Situation abschaltet.

Das Technische Komitee TC 116 der IEC „Sicherheit motorbetriebener Elektrowerkzeuge“ (DKE/K 514) erarbeitet internationale Sicherheitsnormen für handgeführte und transportable, motorbetriebene Elektrowerkzeuge und Gartengeräte. Einige der Anforderungen finden für batteriebetriebene elektrische Rasenmähroboter Anwendung.

Der weltweite Markt für Rasenmähroboter hat sich von 200 Millionen US-Dollar im Jahre 2012 auf 800 Millionen US-Dollar im Jahre 2018 vervierfacht und wird nach einem im Februar 2018 veröffentlichten Bericht des Euromonitor-Chefanalysten für den Bereich Heimanwendungen und Technologie, Stefano Botter, bis 2022 ein Volumen von voraussichtlich 1 Milliarde US-Dollar erreichen.

Die einfache Anwendung von Rasenmährobotern für den Heimbereich dank intelligenter Programmierung, verbunden mit der zunehmenden Verfügbarkeit kostengünstiger Mähroboter aus China, wird die Verkaufszahlen bei Hobbygärtnern wahrscheinlich in die Höhe schnellen lassen.

Aktuelle Modelle schnurloser Gartenwerkzeuge und -geräte nutzen meist Lithium-Ionen-Akkus, die sich durch höhere Ladungen, längere Laufzeiten, geringere Selbstentladung und kürzere Ladezeiten als bei Nickel-Cadmium-Akkus auszeichnen.

Die Arbeit des IEC/TC 21 „Akkumulatoren“ (DKE/K 371) hilft Herstellern dabei, die Effizienz ihrer Batterien und Akkus zu erhöhen und sie gleichzeitig für die Öffentlichkeit erschwinglicher zu machen.

Da immer mehr handgeführte und transportable motorgetriebene Elektrowerkzeuge und Gartengeräte mit Akkus gespeist werden, nimmt das Unterkomitee SC 21A, in dem unter anderem Normen für Akkus erarbeitet werden, die in tragbaren Geräten Verwendung finden, eine entscheidende Funktion bei der Entwicklung schnurloser Werkzeuge und Gartengeräte ein.


Prüfung und Zertifizierung von Gartengeräten durch das VDE-Institut
VDE

Gartengeräte: Prüfung und Zertifizierung im VDE-Institut

Rasenmäher, Heckenscheren, Laubsauger und Motorsägen sind für Gartenfreunde Standard. Da hohe Anforderungen an diese Geräte gestellt werden, ist auf Qualität und Sicherheit zu achten. Gartengeräte müssen robust und stabil, leicht zu handhaben, sicher und elektromagnetisch verträglich sein.

Das VDE-Institut bietet Herstellern von Gartengeräten umfangreiche Dienstleistungen rund um die Sicherheit, Gebrauchstauglichkeit und elektromagnetische Verträglichkeit an.

Dienstleistungen für Gartengeräte beim VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut

Wasser dazu – fertig

Smarte Beregnungssysteme nutzen Sensoren zur Überwachung des Bodenfeuchteniveaus im Bereich von Pflanzen und zur entsprechenden Beregnung des Gartens, um auf diese Weise Wasser zu sparen. Sie lassen sich in bestehende Beregnungssysteme integrieren, können Sprinkler in Abhängigkeit von Bodentyp und Sonneneinstrahlung einstellen und einen smarten Bewässerungsplan auf Grundlage des Standorts und der Vegetation des Gartens generieren.

Moderne Beregnungssysteme stellen sich automatisch so ein, dass entsprechend den herrschenden Wetterbedingungen die jeweils richtige Wassermenge bereitgestellt wird. Zusätzlich zu den Bodenfeuchtesensoren greifen sie auf Daten aus Wettervorhersagen und Pflanzenpflege-Datenbanken zurück, um bei bevorstehendem Regen eine Überbewässerung zu verhindern.

Smarte Bewässerungssysteme können aus der Entfernung über Apps auf dem Smartphone und virtuelle Assistenten gesteuert werden.

Der Umsatz aus dem Verkauf von smarten Sprinkler-Steuerungen für den Heimeinsatz belief sich nach Angaben des indischen Unternehmens 360 Research Reports im Jahre 2017 auf 390 Millionen US-Dollar.

Vernetzung von Sprinklern und Sensoren

Viele smarte Gartenanwendungen vereinen Sensoren mit Gartensprinklern und Rasenberegnungssystemen, die mit dem Internet verbunden sind.

Geräte mit mehreren Sensoren können Hobbygärtner informieren, ob Rasen und Pflanzen zu vertrocknen drohen, ob sie genügend oder zu viel Licht bekommen oder ob der Boden die richtige Beschaffenheit aufweist. Sensoren werden dazu verwendet, pH-Wert, Temperatur, Lichteinstrahlung und Nährstoffeintrag sowie Bodenfeuchte und Luftfeuchtigkeit zu messen und die Daten an Smartphone-Apps zu übermitteln.

Miteinander vernetzte Apps analysieren diese Variablen und gleichen sie mit den Angaben in Pflanzendatenbanken ab, um den Gärtnern maßgeschneiderte Ratschläge zu geben, was sie zu welchem Zeitpunkt pflanzen sollten. Sie können die Anwender warnen, wenn sich die Wetterbedingungen verändern und beispielsweise eine mögliche Überschwemmung, ein plötzlicher Temperaturabfall oder Starkwinde drohen.

Internationale Normen, die vom TC 47 „Halbleiterbauelemente“ (DKE/K 631) in den Unterkomitees SC 47E „Einzel-Halbleiterbauelemente“ und SC 47F „Mikrosystemtechnik“ erarbeitet werden, ermöglichen es den Herstellern, zuverlässigere und effizientere Sensoren und Mikrosysteme zu entwickeln, die in diesen vernetzten Geräten zum Einsatz kommen. Das TC 56 „Zuverlässigkeit“ (DKE/K 132) beschäftigt sich mit dem Aspekt der Zuverlässigkeit von elektronischen Komponenten und Ausrüstungen.


Roboter Assistent Bildverarbeitung für die Erkennung von Unkraut, Spray Chemical, ersetzen Arbeiter und erhöhen die Präzision.
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Anbau von Hightech-Salaten: Moderne Technik unterstützt Vertical Farming

Die vertikale Landwirtschaft ermöglicht ganz neue Sichtweisen auf Indoor-Gewächshäuser.

Ein Netzwerk mit Sensoren und Kameras sammelt detaillierte Daten über die Pflanzen in den spezifischen Stadien ihres Lebenszyklus sowie über die Umgebung, in der sie wachsen. Smarte Bewässerungssysteme und die Vernetzung von Sprinklern und Sensoren sowie der Einsatz von intelligenten Beleuchtungslösungen ermöglichen Ertragssteigerung und regelmäßige Ernten.

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Gärten erstrahlen lassen

Smarte wassergeschützte Außenbeleuchtungen – darunter Leuchten, die ihre Farbe verändern können oder die sich bei Bewegung automatisch einschalten und mit einem Haus-Sicherheitssystem gekoppelt sind – können Außenflächen mit Licht erfüllen und dunkle Bereiche ausleuchten. Sie sorgen für mehr Sicherheit, da sie so programmiert werden können, dass sie sich zu bestimmten Zeiten einschalten oder mit Bewegungssensoren vernetzt sind.

LED-Außenleuchten spenden ein äußerst intensives Licht bei niedriger Wattzahl. Die Anwender können die Leuchten mit einer App auf dem Smartphone oder über Sprachbefehle an einen smarten Lautsprecher ein- und ausschalten, die Helligkeit verändern und die Beleuchtungsfarbe einstellen.

Bei einigen smarten Leuchten wird ein Hub – ähnlich eines WLAN-Routers – benötigt, über den die einzelnen Außenleuchten miteinander vernetzt werden – bei der Mehrzahl der smarten Gartenleuchten ist dies aber nicht erforderlich.

Internationale Normen für Leuchten, elektrisches Licht und Beleuchtungslösungen werden vom TC 34 „Leuchten, Lichtquellen und Zubehör“ (DKE/K 521) entwickelt. Mehrere Unterkomitees des TC 34 befassen sich mit Sonderprojekten im Bereich der neuen Technologien einschließlich LEDs und OLEDs.

Sicherheit steht an erster Stelle

Sicherheit ist bei allen Gartenwerkzeugen die oberste Prämisse – egal, ob es sich um herkömmliche kabelgebundene Modelle oder um programmierbare schnurlose Geräte wie Rasenmähroboter handelt. Mäher und andere Werkzeuge wie Heckenscheren sind mit einem Sicherheitsschalter ausgestattet, durch den unbeabsichtigtes Starten verhindert wird. Weitere Sicherheitsmerkmale sorgen dafür, dass sich ein Rasenmähroboter automatisch abschaltet, wenn er angehoben wird oder umkippt, oder seine Geschwindigkeit verringert, sobald er ein Hindernis in der Nähe erkennt.

Die Hersteller sind außerdem dazu übergegangen, Virtual Reality (VR) einzusetzen, um Gärtnern die Gelegenheit zu geben, Elektrogeräte wie Heckenscheren vor dem Kauf auszuprobieren und den Umgang mit diesen potenziell gefährlichen Produkten in einer sicheren, simulierten Umgebung zu erlernen.


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Bei Home & Building geht es um die Integration und Nutzung von Informations- und Telekommunikationstechnologien in der heimischen Umgebung, die eine neue Erfahrungswelt ermöglichen und bekannte Aktivitäten bei Unterhaltung, Komfort, Energiemanagement, Sicherheit und Gesundheit kosteneffizienter oder bequemer machen. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie auf unserer

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Internationale Zusammenarbeit in der elektrotechnischen Normung