PiCUS Tension

Der PiCUS Tension ist ein System, welches autark unterirdisch bzw. oberirdisch am Standort Ihrer Bäume installiert wird. Es können bis zu sieben Saugspannungssensoren angebracht werden, , die die Bodenwasserspannung und oder den Volumetrischen Wassergehalt messen, um Rückschlüsse auf die Wasserverfügbarkeit für Ihre Pflanzen zu ermöglichen. Es besteht die Möglichkeit die Sensoren frei in ihrer Position anzuordnen, mehr in die Fläche oder z.B. im Wurzelballen in verschiedenen Höhen.

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    Beschreibung

    Trockenstress bei Bäumen vermeiden

    Zusätzlich zu den Saugspannungssensoren können Bodenfeuchtesensoren angeschlossen werden, welche die Bodenfeuchte, Bodenleitfähigkeit und Bodentemperatur messen. Aus der Kombination der beiden Sensoren entstehen Gießempfehlungen die eine ressourcenschonende Bewässerung ermöglicht. So kann die Gefahr einer Über bzw. Unterwässerung minimiert werden.
    Folgende Parameter werden zusätzlich benötigt, Größe der Baumscheibe, nutzbare Wasserspeicherkapazität des Bodens und die Durchwurzelungstiefe.

    Installation & Handhabung

    Die PiCUS Tension-Sensoren können direkt bei der Pflanzung junger Bäume am Standort oder nachträglich an Bestandsbäumen, die besonders gefährdet oder erhaltungswürdig sind, eingebaut werden. Die Sensorelemente können, wenn gewünscht, in verschiedenen Tiefen oder auch an verschiedenen Positionen rund um den Baum eingebracht werden. Die zentrale Elektronik kann oberirdisch, zum Beispiel am Pflanzbock eines Jungbaumes, angebracht oder mit eingegraben werden. Die Saugspannungssensoren können mithilfe des Erdbohrers und der IML-Einbauhilfe an die richtige Position gebracht werden.

    Messgrößen

    Die Bodenwasserspannung gibt an, mit welcher Kraft das Wasser in den Poren des Bodens gehalten wird, also wie viel Kraft Pflanzen aufbringen müssen, um an das Wasser zu gelangen. Je geringer die Bodenwasserspannung, desto leichter ist das Wasser für Pflanzen verfügbar. Bei hoher Bodenwasserspannung ist das Wasser kaum für Pflanzen verfügbar. Zusätzlich zur Bodenwasserspannung wird auch die aktuelle Temperatur in der Sendeeinheit gemessen und im Diagramm dargestellt.

    Die optional montierbaren Feuchtesensoren mit einer Kabellänge von 10m misst die Bodenfeuchte, Bodenleitfähigkeit und Bodentemperatur. So kann mit den entsprechenden Bodenparametern noch die ungenutzte Wasseraufnahmekapazität des Bodens bzw. Granulats ermittelt werden. Dies ermöglicht eine bedarfsgerechte Bewässerung. 

    Hardware

    Es wird eine LTE und LoRaWAN-Variante des Tension-Systems angeboten.

    PiCUS Tension LTE MIX 7 Eingänge

    • inklusive Cloud und Datenverbindung
    • sehr einfache Inbetriebnahme durch vorkonfigurierte und vorkonfektionierte Einheiten
    • enthaltene SIM-Karte mit 500 MB ist weltweit einsetzbar (kein Abo, im Preis enthalten, Datenvolumen ausreichend für mehr als 100 Jahre)
    • unterstützt bis zu 7 Saugspannungssensoren (pf) oder 7 Bodenfeuchtesensoren (rH in % und Temperatur in °C) bzw. gemixt (andere Sensoren auf Anfrage möglich)
    • auswählbare Länge der Sensorkabel
    • Android und IOS App-Unterstützung

    PiCUS Tension LoRaWAN 6 Eingänge

    • sehr einfache Inbetriebnahme durch vorkonfigurierte und vorkonfektionierte Einheiten
    • unterstützt bis zu 7 Saugspannungssensoren (pf) oder 7 Bodenfeuchtesensoren (rH in % und Temperatur in °C) bzw. gemixt (andere Sensoren auf Anfrage möglich)
    • Frequenz Europe 863.870Mhz
    • auswählbare Länge der Sensorkabel

    *Bitte beachten Sie, dass bei einem kundenspezifischen LoRaWAN Netzwerk aktuell keine Auswertungs- und Schnittstellensoftware angeboten wird, bitte separat anfragen.
    Es besteht die Möglichkeit über das freie „thethingsnetwork“ und dem IML GIS, die Daten entsprechend auszuwerten und zu filtern! Siehe LoRaWAN Optionen.

    Zubehör

    • Einbauhilfe 120 cm
      Installationshilfe um die Sensoren in der Erde zu platzieren
    • Kabelschutz 50cm
      Metallschutzschlauch als Kabelschutz bei Überflurmontage z.B. bei Mäharbeiten
    • Spitze Sondierstab 30cm
      In Kombination mit Einbauhilfe als Sondierstab verwendbar
    • Erdbohrer 30 mmx1000 mm
    • Installationsschacht schraubbar

    IML GIS

    Im IML GIS besteht die Möglichkeit die Daten zu filtern und für eine weitere externe Verarbeitung in verschiedenen Formaten zu exportieren und auch in externe Softwarelösungen zu integrieren. Eine automatische Weiterleitung aus der IML Cloud an eine kundeneigene Datenbank ist optional möglich, somit können z.B. die Daten in eine vorhandene Daten-Infrastruktur wie z.B. in eine Katasterdatenbank hinzugefügt werden.

    IML GIS Auswertung

    Die Messdaten können zum Beispiel nach pF-Wert gefiltert werden und daraus kann eine übersichtliche Excel-Datei generiert werden. Somit wird übersichtlich dargestellt, welche Bäume zu wässern sind.

    IML Cloud Devices App

    Die IML Cloud Devices App wird benötigt, um das System einzurichten und Wassergaben zu dokumentieren, wie z.B.

    • Baumparameter
    • Bodenparameter
    • Sensoranzahl und Sensortiefe
    • Standort des Systems (wird im IML GIS angezeigt)
    • Datenabfrage für aktuellen Status usw.

    IML Cloud

    Bei der LTE-Variante werden jede Stunde die Messwerte von den Sensoren gemessen und alle 12 h die gespeicherten Daten an die IML Cloud gesendet. Dieses Sendeintervall ermöglicht es bis zu drei Jahre ohne Batteriewechsel auszukommen.
    Die auf dem Server in Rostock gespeicherten Daten werden im IML GIS bzw. in der IML Cloud Devices App aufbereitet und visualisiert.

    LoRaWAN Optionen

    Bei einem kundeneigenen LoRaWAN Netzwerk wie es z.B. bei „smartcity“ der Fall ist, wir das System entsprechend für den Datentransfer eingerichtet, sodass die Daten in die kundeneignen Daten-Infrastruktur gesendet werden, in diesem Fall muss der Kunde jedoch die Daten aufbereiten und visualisieren. Es würde aber auch die Möglichkeit bestehen, wenn der Kunde die Rohdaten der IML Cloud zu Verfügung stellt, die Daten im IML GIS zu verarbeiten und zu visualisieren. Diese Variante ist kundenspezifisch und muss entsprechend angefragt werden.

    Eine Weiterleitung aus einem öffentlichen LoRaWAN-Netzwerk, z.B. „thethingsnetwork“ (TTN) an die IML Cloud ist möglich, um sich die Daten im IML GIS anzeigen zu lassen. Dies hätte den Vorteil, dass der Kunde die LoRaWAN-Variante nutzen kann und keine eigene Visulisierungs- u. Auswertungssoftware entwickeln, erwerben bzw. einrichten muss. Voraussetzung jedoch ist die Verfügbarkeit eines TTN-Netzwerkes.

    Gemeinsame Vergleichsdatenbank (optional)

    Bei der Einrichtung bietet die IML Cloud die Funktion an, die Daten auf einer Vergleichsplattform für Messwerte bereitzustellen. Baumeigentümer können über die Datenbank Werte vergleichbarer Bäume oder Standorte einsehen und erhalten so Referenzen für eigene Auswertungen und Planungen. Sichtbar werden nur Daten über Baum und Einbausituation, niemals über den Nutzer oder den Standort. Die Teilnahme an der Vergleichsdatenbank ist freiwillig.

    Nachhaltigkeit

    Das System ist so konzipiert, dass es kontinuierlich bis zu 3 Jahre lang verwendet werden kann. Die Sendeeinheit kann durch Wechsel der Batterie wieder verwendet werden. Da die Saugspannungssensoren im Boden verbleiben, müssen diese ersetzt und fachmännisch an die Sendeeinheit angeschlossen werden.

    Lieferumfang

    Standard Lieferumfang der LTE Variante:

    • Zentrale Elektronik
      • mit 500MB Datenvolumen, ausreichend für über 100 Jahre
      • kein Abo Modell
      • 7 Eingänge, welche variabel bestückt werden können
      • Server in Rostock
    • IML Cloud Devices App, kostenfrei für iOS und Android verfügbar
    • IML GIS, kostenfreie browserbasierte Desktop Software

    Messprinzip

    Das Messprinzip:

    Das maßgebliche Messergebnis des Tension ist die Bodenwasserspannung, ausgedrückt als pF-Wert. Die Bodenwasserspannung gibt an, mit welcher Kraft das Wasser in den Poren des Bodens gehalten wird, im Umkehrschluss also, wie viel Kraft Pflanzen aufbringen müssen, um an das Wasser zu gelangen. Je geringer die Bodenwasserspannung, desto leichter ist das Wasser für Pflanzen verfügbar. Bei hoher Bodenwasserspannung ist das Wasser kaum pflanzenverfügbar. Grundsätzlich führt ein hoher Wassergehalt des Bodens eher zu niedrigen Wasserspannungen und ein geringer Wassergehalt zu hohen Wasserspannungen und damit schlechterer Wasserverfügbarkeit. Allerdings gibt der Wassergehalt alleine nicht an, ob das vorhandene Wasser auch von den Pflanzen erreicht werden kann. Daher arbeitet der Tension mit der Bodenwasserspannung. Diese ist für alle Bodenarten vergleichbar und ein direkter Weiser für die Situation der Pflanzen. Klassisch werden Saugspannungen als (negativer) Druck angegeben, in Kilopascal oder Hektopascal. Um Verwirrung durch verschiedene Einheiten vorzubeugen, arbeitet das System grundsätzlich mit dem pF-Wert, das ist der dekadische Logarithmus der Wasserspannung in Hektopascal. Er nimmt einen Wert zwischen 1 und 7 an. Zur besseren Übersicht werden die pF-Werte zusätzlich den Farben einer Ampelskala zugeordnet. Werte unter 1,8 oder über 4,2 sind nicht zu erwarten. Die Einteilung dieser Stufen stellt eine Annäherung dar, je nach Situation und Baumart-Bodenart-Konstellation kann es theoretisch auch bei vergleichsweise geringen pF-Werten schon zu Trockenstress kommen.

    Bewässerung

    Basierend auf dem Tension Messprinzip wurde die PiCUS Tension Automatische Wässerung entwickelt.

    Die PiCUS Tension Messtechnik vermittelt Informationen über den Bodenwassergehalt und die Bodenwasserspannung, also die Wasserverfügbarkeit für die Pflanzen. Hieraus ist zu erkennen, ob für bestimmte Pflanzenstandorte Trockenstress droht und wie viel Wasser erforderlich ist, um diesem zu begegnen. Mit der PiCUS Tension AW wird diese Reaktion auf drohenden Trockenstress automatisiert, so dass eine Schädigung der Pflanze gar nicht erst eintritt.

    Die PiCUS Tension AW ist speziell für die Verwendung mit Zisternen entwickelt worden, die natürlichen Niederschlag sammeln und langfristig für Trockenphasen nutzbar machen.

    Die Steuerausgänge sind universell ausgelegt und können sowohl kleinere Motorkugelventile direkt, als auch größere Pumpen im Netzbetrieb über bistabile Relais ansteuern. Situationsabhängig können also Lösungen mit rein passiver Schwerkraftbewässerung als auch aktive Bewässerungen mit leistungsstarken Pumpen ungesetzt werden.

    Die PiCUS Tension AW selber kann sowohl im Netzbetrieb (mit einem externen Schaltnetzteil) als auch autark im Batteriebetrieb verwendet werden, wobei die Lebensdauer im Batteriebetrieb prinzipbedingt stark von der Häufigkeit der Bewässerungsvorgänge und den anzusteuernden Aktoren abhängt.

    Eine Kombination der PiCUS Tension AW mit den PiCUS Tension Datenloggern kann über die IML Cloud, IML GIS und IML Cloud Devices App realisiert werden, in der die Messdaten aller Geräte eines Anwenders zusammengeführt werden.

    Die PiCUS Tension AW ist zur Zeit nur in der LTE Variante verfügbar.