====== Bewässerungsautomat Programmversion 0.4 ======
<box 100% round red|**Achtung!**>Diese Programmversion wird nicht mehr weiter entwickelt. Weiter geht es mit  [[programmversion_0.5|Programmversion 0.5]]</box>


[[bewaesserungsautomat:programmversion_0.3|Programmversion 0.3]] läuft zwar im Großen und Ganzen, allerdings hat sich gezeigt, dass die Pumpen nicht wir vorgesehen mit Relais geschaltet werden können: Der Anlaufstrom ist derart hoch, dass der Spannungsregler abschaltet. Der Ausbau des Spannungsreglers hat auch nicht geholfen: Irgendwie gerät der Arduino durcheinander, sobald eine Pumpe anläuft.

Die einzige Veränderung der Programmversion 0.4 zur Version 0.3 ist daher, dass die Pumpen per PWM angesteuert werden.

ACHTUNG: Im Sketch unten ist das PWM-Signal mit "20" so niedrig eingestellt, dass die Pumpen nicht anlaufen, sondern nur "pfeifen", damit sie bei Tests nicht zu lange trocken laufen.

Hilfreiche Links:
  * https://www.arduino.cc/en/Tutorial/PWM

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// Bibliotheken einbinden
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include "Adafruit_TSL2591.h"
#include "DHT.h"

// Definiert die Pins für die NeoPixels
int neoPin1 = 36;            // Neopixel an Blumenkastenensor 1
int neoPin2 = 38;            // Neopixel an Blumenkastenensor 2
int neoPin3 = 40;            // Neopixel an Blumenkastenensor 3
int neoPin4 = 42;             // Neopixel an Blumenkastenensor 4
int neoPin5 = 44;             // Neopixelring am Wasserstandssensor im Vorratsbehälter
int neoPin6 = 48;             // Neopixelring im Gehäusedeckel
//int neoPin6 = 50;           // Reserviert für Erweiterungen

// Definiert die NeoPixels
Adafruit_NeoPixel neopix1 = Adafruit_NeoPixel(1, neoPin1, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
Adafruit_NeoPixel neopix2 = Adafruit_NeoPixel(1, neoPin2, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
Adafruit_NeoPixel neopix3 = Adafruit_NeoPixel(1, neoPin3, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
Adafruit_NeoPixel neopix4 = Adafruit_NeoPixel(1, neoPin4, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
Adafruit_NeoPixel neopix5 = Adafruit_NeoPixel(12, neoPin5, NEO_RGBW + NEO_KHZ800);
Adafruit_NeoPixel neopix6 = Adafruit_NeoPixel(24, neoPin6, NEO_RGBW + NEO_KHZ800);

//  pass in a number for the sensor identifier (for your use later)
Adafruit_TSL2591 tsl = Adafruit_TSL2591(2591);

// Definiert die Pins für die Hall-Sensoren
int hallPin1 = 35;        // Hall-Sensor 1
int hallPin2 = 33;        // Hall-Sensor 2
int hallPin3 = 31;        // Hall-Sensor 3
int hallPin4 = 29;        // Hall-Sensor 4

// Definiert die Pins für die Verfügbarkeitskontrolle
int massePin1 = 47;        // Masse an Blumenkastenensor 1
int massePin2 = 49;        // Masse an Blumenkastenensor 2
int massePin3 = 51;        // Masse an Blumenkastenensor 3
int massePin4 = 53;        // Masse an Blumenkastenensor 4


// Definiert die Pins des Wasserstandssensor für den Vorratsbehälter
int refPin = A0;   // Rref
int levelPin = A1; // Rsense

// Definiert den Pin für den DHT22
int dhtPin = 28;

// Definiert den angeschlossenen Sensor
#define DHTTYPE DHT22   // DHT 22  (AM2302), AM2321)

// Initialisiert den DHT-Sensor
DHT dht(dhtPin, DHTTYPE);

// Definiert die Pins für die Pumpenrelais
//int relPin1 = 36;        // Pumpe 1
//int relPin2 = 38;        // Pumpe 2
//int relPin3 = 40;        // Pumpe 3
//int relPin4 = 42;        // Pumpe 4
// Auskommentiert, da die Pumpen in diesem Sketch an den PWM-Pins 2,3,4 und 5 angeschlossen sind.

// Definiert die Variablen
int hall1 = LOW;
int hall2 = LOW;
int hall3 = LOW;
int hall4 = LOW;

int masse1 = LOW;
int masse2 = LOW;
int masse3 = LOW;
int masse4 = LOW;

int rlevel = 0;
int rref = 0;

int brightness = 0;

boolean  pumpe1 = false;
boolean  pumpe2 = false;
boolean  pumpe3 = false;
boolean  pumpe4 = false;


void setup() {
  // Initialisiere die NeoPixel-Pins
  pinMode(neoPin1, OUTPUT);
  pinMode(neoPin2, OUTPUT);
  pinMode(neoPin3, OUTPUT);
  pinMode(neoPin4, OUTPUT);
  pinMode(neoPin5, OUTPUT);
  pinMode(neoPin6, OUTPUT);

  // Initialisiere die Hall-Pins als Inputs mit Pullup. Außerdem werden die internen Pullup-Widerstände aktiviert.
  // Liegt an dem Hall-Sensor ein Magnetfeld an, ist der Input LOW, ansonsten ist der Input HIGH.
  pinMode(hallPin1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(hallPin2, INPUT_PULLUP);
  pinMode(hallPin3, INPUT_PULLUP);
  pinMode(hallPin4, INPUT_PULLUP);

  pinMode(massePin1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(massePin2, INPUT_PULLUP);
  pinMode(massePin3, INPUT_PULLUP);
  pinMode(massePin4, INPUT_PULLUP);
  
  //Initialisiert den Pin für den DHT22 als Input mit Pullup
  pinMode(dhtPin, INPUT_PULLUP);

  // Initialisiere die Relais-Pins
  //pinMode(relPin1, OUTPUT);
  //pinMode(relPin2, OUTPUT);
  //pinMode(relPin3, OUTPUT);
  //pinMode(relPin4, OUTPUT);

  // Initialisiere den Wasserstandssensor 
  pinMode(rlevel, INPUT);
  pinMode(rref, INPUT);


  // Initialisiere alle NeoPixels
  neopix1.begin();
  neopix1.show(); // Initialize all pixels to 'off'
  neopix2.begin();
  neopix2.show(); // Initialize all pixels to 'off'
  neopix3.begin();
  neopix3.show(); // Initialize all pixels to 'off'
  neopix4.begin();
  neopix4.show(); // Initialize all pixels to 'off'
  neopix5.begin();
  neopix5.show(); // Initialize all pixels to 'off'
  neopix6.begin();
  neopix6.show(); // Initialize all pixels to 'off'


  // Konfiguration des TSL2591
  // You can change the gain on the fly, to adapt to brighter/dimmer light situations
  //tsl.setGain(TSL2591_GAIN_LOW);    // 1x gain (bright light)
  tsl.setGain(TSL2591_GAIN_MED);      // 25x gain
  // tsl.setGain(TSL2591_GAIN_HIGH);   // 428x gain
  
  // Changing the integration time gives you a longer time over which to sense light
  // longer timelines are slower, but are good in very low light situtations!
  tsl.setTiming(TSL2591_INTEGRATIONTIME_100MS);  // shortest integration time (bright light)
  // tsl.setTiming(TSL2591_INTEGRATIONTIME_200MS);
  // tsl.setTiming(TSL2591_INTEGRATIONTIME_300MS);
  // tsl.setTiming(TSL2591_INTEGRATIONTIME_400MS);
  // tsl.setTiming(TSL2591_INTEGRATIONTIME_500MS);
  // tsl.setTiming(TSL2591_INTEGRATIONTIME_600MS);  // longest integration time (dim light)

  
  // Debugging output
  Serial.begin(9600);
  dht.begin();
  tsl.begin();

 delay(2000); // Diese Pause benötigt der DHT22 um erste Messwerte zu lesen.
 // Perspektivisch könnte eine Startanimation des NeoPixel-Rings die Wartezeit verkürzen.
}

void loop() {
  // Auslesen der digitalen Eingänge
  hall1 = digitalRead(hallPin1);
  hall2 = digitalRead(hallPin2);
  hall3 = digitalRead(hallPin3);
  hall4 = digitalRead(hallPin4);


  masse1 = digitalRead(massePin1);
  masse2 = digitalRead(massePin2);
  masse3 = digitalRead(massePin3);
  masse4 = digitalRead(massePin4);
  
  // Auslesen der analogen Eingänge
  rlevel = analogRead(levelPin);
  rref = analogRead(refPin);

  // Ausgabe der Eingangssignale an den digitalen Masse-Pins an die serielle Schnittstelle
  // Der Ausgabewert "0" bedeutet, dass der entsprechende Blumenkastensensor angeschlossen ist
  Serial.print("Sensor Kasten 1: ");
  Serial.print(masse1);
  Serial.print(" \t");
  Serial.print("Sensor Kasten 2: ");
  Serial.print(masse2);
  Serial.print(" \t");
  Serial.print("Sensor Kasten 3: ");
  Serial.print(masse3);
  Serial.print(" \t");
  Serial.print("Sensor Kasten 4: ");
  Serial.print(masse4);
  Serial.println(" \t");
  
  // Ausgabe der Eingangssignale an den digitalen Hall-Pins an die serielle Schnittstelle
  // Der Ausgabewert "1" bedeutet, dass kein Magnetfeld gemessen wird
  Serial.print("Hallschalter 1: ");
  Serial.print(hall1);
  Serial.print(" \t");
  Serial.print("Hallschalter 2: ");
  Serial.print(hall2);
  Serial.print(" \t");
  Serial.print("Hallschalter 3: ");
  Serial.print(hall3);
  Serial.print(" \t");
  Serial.print("Hallschalter 4: ");
  Serial.print(hall4);
  Serial.println(" \t");

  //Ausgabe des Status der Pumpen
Serial.print("Pumpe 1: ");
  Serial.print(pumpe1);
  Serial.print(" \t");
  Serial.print("Pumpe 2: ");
  Serial.print(pumpe2);
  Serial.print(" \t");
  Serial.print("Pumpe 3: ");
  Serial.print(pumpe3);
  Serial.print(" \t");
  Serial.print("Pumpe 4: ");
  Serial.print(pumpe4);
  Serial.println(" \t");
  

  // Ausgabe des Eingangssignals an den analogen Wasserstands-Pins an die serielle Schnittstelle
  Serial.print("Wert Sensorwiderstand: ");
  Serial.print(rlevel);
  Serial.print("\t");
  Serial.print("Wert Referenzwiederstand: ");
  Serial.print(rref);
  Serial.println("\t");

  // Berechnung des Wasserstands im Vorratsbehälter in Prozent
  float rlevelmin = 830; // Messwert bei minimalem Wasserstand
  float rlevelmax = 430; // Messwert bei maximalem Wasserstand
  float level = 100 - (((rlevelmax - rlevel) / (rlevelmax - rlevelmin)) * 100);

  // Ausgabe des Wasserstands im Vorratsbehälter in Prozent an die serielle Schnittstelle
  Serial.print("Wasserstand: ");
  Serial.print(level);
  Serial.println(" %");

  // More advanced data read example. Read 32 bits with top 16 bits IR, bottom 16 bits full spectrum
  // That way you can do whatever math and comparisons you want!
  uint32_t lum = tsl.getFullLuminosity();
  uint16_t ir, full;
  ir = lum >> 16;
  full = lum & 0xFFFF;
  Serial.print("[ "); Serial.print(millis()); Serial.print(" ms ] ");
  Serial.print("IR: "); Serial.print(ir);  Serial.print("  ");
  Serial.print("Full: "); Serial.print(full); Serial.print("  ");
  Serial.print("Visible: "); Serial.print(full - ir); Serial.print("  ");
  Serial.print("Lux: "); Serial.println(tsl.calculateLux(full, ir));

  // Berechnung der Helligkeit der NeoPixel
  float brightness = log(full) / 10;
  Serial.print(brightness);


  
  // Ansteuerung der Pumpen. 
  // Ist der Wasserstand niedrig, liegt kein Magnetfeld am Hall-Sensor an (hall = 1). 
  // Die entsprechende Pumpe wird aktiviert, bis der Soll-Wasserstand erreicht ist (hall = 0), 
  // - sofern keine andere Pumpe läuft und
  // - sofern Wasser im Vorratsbehälter ist.

  // Pumpe 1 an PWM-Pin 2
  if (masse1 == 0 && hall1 == 1 && level > 5 && pumpe2 == false && pumpe3 == false && pumpe4 == false) {
    analogWrite(11, 20);
    pumpe1 = true;
  }
  else {
    analogWrite(11, 0);
    pumpe1 = false;
  }

  // Pumpe 2 an PWM-Pin 3
  if (masse2 == 0 && hall2 == 1 && level > 5 && pumpe1 == false && pumpe3 == false && pumpe4 == false) {
    analogWrite(10, 20);
    pumpe2 = true;
  }
  else {
    analogWrite(10, 0);
    pumpe2 = false;
  }

  // Pumpe 3 an PWM-Pin 4
  if (masse3 == 0 && hall3 == 1 && level > 5 && pumpe1 == false && pumpe2 == false && pumpe4 == false) {
    analogWrite(9, 20);
    pumpe3 = true;
  }
  else {
    analogWrite(9, 0);
    pumpe3 =  false;
  }

  // Pumpe 4 an PWM-Pin 5
  if (masse4 == 0 && hall4 == 1 && level > 5 && pumpe1 == false && pumpe2 == false && pumpe3 == false) {
    analogWrite(8, 20);
    pumpe4 = true;
  }
  else {
    analogWrite(8, 0);
    pumpe4 = false;
  }


  // Ansteuerung der NeoPixels in den Blumenkastensensoren
  if (hall1 == 0) {
    neopix1.setPixelColor(0, 0, 255*brightness, 0); //grün-weiß, wenn Wasserstand ok
  }
  else {
    neopix1.setPixelColor(0, 255*brightness, 0, 0);  //rot, wenn Wasserstand niedrig
  
  }
   neopix1.show();
  
  if (hall2 == 0) {
    neopix2.setPixelColor(0, 0, 255*brightness, 0); //grün-weiß, wenn Wasserstand ok
      }
  else {
    neopix2.setPixelColor(0, 255*brightness, 0, 0);  //rot, wenn Wasserstand niedrig
  }
  neopix1.show();
  
  if (hall3 == 0) {
    neopix3.setPixelColor(0, 0, 255*brightness, 0); //grün-weiß, wenn Wasserstand ok
    }
  else {
    neopix3.setPixelColor(0, 255*brightness, 0, 0);  //rot, wenn Wasserstand niedrig
  }
  neopix3.show();
  
  if (hall4 == 0) {
    neopix4.setPixelColor(0, 0, 255*brightness, 0); //grün-weiß, wenn Wasserstand ok
  }
  else {
    neopix4.setPixelColor(0, 255*brightness, 0, 0);  //rot, wenn Wasserstand niedrig
  }
  neopix4.show();

  //Ansteuerung des NeoPixel-Rings im Wasserstandssensor für den Vorratsbehälter
  neopix5.setPixelColor(0, 0, 0, 0, 255*brightness);
  neopix5.setPixelColor(11, 0, 0, 0, 255*brightness);
 
    if (level >= 90) {
      neopix5.setPixelColor(10, 0, 255*brightness, 0, 0);
    } else if (level < 90) {
      neopix5.setPixelColor(10, 0, 0, 0, 0);
    }
    
    if (level >= 80) {
      neopix5.setPixelColor(9, 0, 255*brightness, 0, 0);
    } else if (level < 80) {
      neopix5.setPixelColor(9, 0, 0, 0, 0);
    }
    
    if (level >= 70) {
      neopix5.setPixelColor(8, 0, 255*brightness, 0, 0);
    } else if (level < 70) {
      neopix5.setPixelColor(8, 0, 0, 0, 0);
    }
    
    if (level >= 60) {
      neopix5.setPixelColor(7, 0, 255*brightness, 0, 0);
    } else if (level < 60) {
      neopix5.setPixelColor(7, 0, 0, 0, 0);
    }
    
    if (level >= 50) {
      neopix5.setPixelColor(6, 127*brightness, 127*brightness, 0, 0);
    } else if (level < 50) {
      neopix5.setPixelColor(6, 0, 0, 0, 0);
    }
    
    if (level >= 40) {
      neopix5.setPixelColor(5, 127*brightness, 127*brightness, 0, 0);
    } else if (level < 40) {
      neopix5.setPixelColor(5, 0, 0, 0, 0);
    }
    
    if (level >= 30) {
      neopix5.setPixelColor(4, 127*brightness, 127*brightness, 0, 0);
    } else if (level < 30) {
      neopix5.setPixelColor(4, 0, 0, 0, 0);
    }
    
    if (level >= 20) {
      neopix5.setPixelColor(3, 255*brightness, 0, 0, 0);
    } else if (level < 20) {
      neopix5.setPixelColor(3, 0, 0, 0, 0);
    }
    
    if (level >= 10) {
      neopix5.setPixelColor(2, 255*brightness, 0, 0, 0);
    } else if (level <10) {
      neopix5.setPixelColor(2, 0, 0, 0, 0);
    }
    
    neopix5.show();
    
  // Auslesen des DHT22 und Ausgabe der Werte an serielle Schnittstelle
  // Reading temperature or humidity takes about 250 milliseconds!
  // Sensor readings may also be up to 2 seconds 'old' (its a very slow sensor)
  float h = dht.readHumidity(); // Luftfeuchte auslesen
  float t = dht.readTemperature(); //Temperatur in Grad Celsius auslesen
  
  // Check if any reads failed and exit early (to try again).
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("DHT22 konnte nicht ausgelesen werden!");
    return;
  }

  // Hitzeindex in Celsius berechnen (isFahreheit = false)
  float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);

  // Taupunkt berechnen
  float a = 17.271; 
  float b = 237.7; 
  float taupunktTmp = (a * t) / (b + t) + log(h/100); 
  float taupunkt = (b * taupunktTmp) / (a - taupunktTmp); 

  Serial.print("Luftfeuchte: ");
  Serial.print(h);
  Serial.print(" %\t");
  Serial.print("Temperatur: ");
  Serial.print(t);
  Serial.print(" *C\t");
  Serial.print("Hitzeindex: ");
  Serial.print(hic);
  Serial.print(" *C\t");
  Serial.print("Taupunkt: ");
  Serial.print(taupunkt);
  Serial.println(" *C");

  // Warnung bei Unterschreiten der Gehäuseinnentemperatur unter den Taupunkt
  if (t <= taupunkt) {
      neopix5.setPixelColor(0, 255*brightness, 0, 0, 0);
      neopix5.setPixelColor(11, 255*brightness, 0, 0, 0);
    } else if (t > taupunkt) {
      neopix5.setPixelColor(0, 0, 0, 0, 255*brightness);
      neopix5.setPixelColor(11, 0, 0, 0, 255*brightness);
    }
    
  delay(1000);                    // 1 Sek Pause
}
</code>