Die ultimative Terrariensteuerung zur Simulation von klimatischen Jahreszyklen von TIM WIEGMANN Bei der artgerechten Haltung von Terrarientieren stellt die Simulation der klimatischen Verhältnisse eine besondere Herausforderung dar. Die meisten der handelsüblichen Temperatursteuerungen bieten in der Regel nur die Vorwahl einer Temperatur und bestenfalls noch eine fest vorgegebene Nachtabsenkung. Beleuchtung und Einrichtungen zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit werden üblicherweise über Zeitschaltuhren gesteuert. Ein Jahreszyklus mit Schwankungen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Beleuchtungsdauer, wie er auch für die erfolgreiche Reproduktion vieler Arten erforderlich ist, kann somit nur durch ständiges, manuelles Nachstellen der einzelnen Komponenten erreicht werden. Da dies auf Dauer sehr umständlich und lästig ist, entschloss ich mich eine bequemere und praktikablere Lösung zu entwickeln. Steuerung und Sensor Da ich aufgrund meiner beruflichen Tätigkeit mit der Entwicklung verschiedener Steuerungslösungen beschäftigt bin, war das grundsätzliche Konzept für solch eine Steuerung relativ schnell ausgearbeitet. Als Basis dieser Lösung wählte ich die programmierbare Kleinsteuerung "Millenium CD12", von der Firma Crouzet. Diese Steuerung verfügt über vier potentialfreie Schaltausgänge, von denen jeder bis zu 8 Ampere (Ohmsche Last) schalten kann. Des Weiteren stehen insgesamt acht Eingänge zur Verfügung, von denen bis zu vier Stück als Analogeingänge genutzt werden können. Im Gegensatz zu digitalen Eingängen, die nur die Schaltzustände EIN oder AUS kennen (Spannung liegt an oder keine Spannung liegt an), können über Analogeingänge auch variable Spannungen abgefragt werden. Um über die analogen Eingänge Temperatur und Luftfeuchtigkeit messen zu können werden somit Sensoren benötigt die eine Spannung ausgeben, welche sich proportional mit der Temperatur bzw. Luftfeuchtigkeit ändert. Nach einer ausgiebigen Recherche wurde ich bei der Firma Driesen + Kern fündig, die einen Sensor der Firma Sensirion mit entsprechender Beschaltung anbietet. Die nur 11 x 50 mm kleine Platine, mit der Bezeichnung "DKRF4001", besitzt einen kombinierten Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor. Abhängig von Temperatur und Luftfeuchtigkeit gibt die Platine über den jeweiligen Ausgang eine Spannung zwischen 0 - 10 Volt aus, die über die Analogeingänge der Steuerung ausgewertet werden kann. Jahreszyklus und Sollwerte Da nun die aktuellen Werte (IST Werte) für Temperatur und Luftfeuchtigkeit ermittelt werden konnten, musste noch ein Weg gefunden werden, um die gewünschten Vorgabewerte (SOLL Werte) zu realisieren. Dieser Punkt bedurfte einiger Überlegung um einen guten Kompromiss zwischen Genauigkeit auf der einen Seite und Praktikabilität und verfügbarem Speicherplatz auf der andern Seite zu finden. Grundsätzlich werden sechs verschiedene Sollwerte benötigt: Tagestemperatur, Nachttemperatur, Tagesluftfeuchtigkeit, Nachtluftfeuchtigkeit, Einschaltzeit der Beleuchtung und Ausschaltzeit der Beleuchtung. Um einen exakten Klimaverlauf zu simulieren wären das für 365 Tage im Jahr somit insgesamt 2190 Sollwerte. Eine solch große Anzahl von Sollwerten zu hinterlegen hätte in jedem Fall die verfügbare Speicherkapazität der Steuerung überstiegen. Außerdem wären dadurch Änderungen für andere Klimakurven sehr zeitraubend geworden. Statt einer Unterteilung für jeden Jahrestag, entschied ich mich daher für eine annährend wöchentliche Unterteilung (1.-7. Tag des Monats, 8.-15. Tag des Monats, 16.-23. Tag des Monats, 24.-letzter Tag des Monats). Da der vorhandene Programmspeicher dennoch zu klein war, wurden die separaten Sollwerte für die Nachtluftfeuchtigkeit wieder verworfen. Stattdessen wird nun nachts lediglich der Sollwert der Tagesluftfeuchtigkeit um einen gewissen Prozentsatz angehoben. Somit ergeben sich insgesamt 240 unterschiedliche Sollwerte, mit denen sich dennoch ein recht genauer, klimatischer Jahreszyklus realisieren lässt. Als Beispiel finden sich nebenstehend Diagramme zu einer Steuerung, die ich in dem Terrarium meiner Schwarzleguanen (Ctenosaura similis) eingesetzt habe. Heizung Der Wert der gemessenen Temperatur wird von der Steuerung mit dem derzeit gewählten Sollwert verglichen. Ist der gemessene Wert 0,5°C niedriger als der Sollwert, so wird Ausgang 3 eingeschaltet. Über Ausgang 3 kann somit eine Heizung (z.B. Heizstrahler) eingeschaltet werden. Ausgang 3 bleibt solange eingeschaltet, bis die gemessene Temperatur um 0,5°C über dem Sollwert liegt. Die Unter- bzw. Überschreitung des Sollwerts ist erforderlich, damit der Ausgang nicht ständig ein- und ausschaltet. Wenn die Beleuchtung eingeschaltet ist nutzt die Steuerung den Sollwert für die Tagestemperatur. Ist die Beleuchtung ausgeschaltet wählt die Steuerung automatisch den Sollwert für die Nachttemperatur. Die gemessene Temperatur wird im Display der Steuerung angezeigt und blinkt solange Ausgang 3 eingeschaltet ist. Beregnungs- oder Vernebelungsanlage Der Wert der gemessenen Luftfeuchtigkeit wird von der Steuerung mit dem derzeit gewählten Sollwert verglichen. Ist der gemessene Wert 2% niedriger als der Sollwert, so wird Ausgang 4 eingeschaltet. Über Ausgang 4 kann dann z.B. eine Beregnungs- oder Vernebelungsanlage eingeschaltet werden. Wenn die Luftfeuchtigkeit den Sollwert dann um 0,1% überschreitet, wird Ausgang 4 wieder ausgeschaltet. Sobald die Beleuchtung ausgeschaltet ist, wird der Sollwert für die Luftfeuchtigkeit um einen gewissen Prozentsatz erhöht (abhängig von den Ansprüchen der gepflegten Tiere). Sofern Ausgang 4 nicht während des Abschaltens der Beleuchtung eingeschaltet war, bleibt Ausgang 4 zunächst für mindestens eine halbe Stunde inaktiv, da die Luftfeuchtigkeit erfahrungsgemäß von alleine im Terrarium ansteigt, wenn die Temperatur sinkt. Die gemessene Luftfeuchtigkeit wird im Display der Steuerung angezeigt und blinkt solange Ausgang 4 eingeschaltet ist. Beleuchtung Die Steuerung vergleicht, ob die Uhrzeit der internen Uhr im Bereich zwischen den Sollwerten für Ein- und Ausschaltzeit liegt. Trifft dies zu, so wird Ausgang 1 eingeschaltet. Uhrzeit und Datum der internen Uhr werden im Display der Steuerung angezeigt. UV-Licht Da die Beleuchtungsdauer des UV-Lichts stark vom Bestrahlungsabstand und dem verwendeten Leuchtmittel abhängt, wurde die Steuerung so programmiert, dass diese Zeit manuell eingegeben werden kann. Werden die Tasten A und B gleichzeitig gedrückt, so kann man sich die voreingestellten Zeiten ansehen. Wurde zuvor noch keine Zeit eingegeben, so kann die Taste OK gedrückt werden, um dies nachzuholen. Nach dem Druck auf die OK-Taste ist die Einschaltuhrzeit auf 12:00 Uhr voreingestellt. Diese Zeit kann nun noch mit den Plus- und Minustasten verändert werden. Durch einen erneuten Druck auf die OK-Taste wird die Einschaltuhrzeit gespeichert und man gelangt zu der Anzeige, in der die Ausschaltuhrzeit des UV-Lichts eingestellt werden kann. Der zunächst angezeigte Wert entspricht der zuvor eingestellten Einschaltuhrzeit und kann nun mit den Plus- und Minustasten verändert werden. Durch erneutes drücken der OK-Taste wird auch dieser Wert gespeichert. Mit der ESC-Taste kann dieses Menü anschließend wieder verlassen werden. Befindet sich die Uhrzeit der internen Uhr innerhalb der ausgewählten Ein- und Ausschaltuhrzeit, so kann über Ausgang 2 eine entsprechende UV-Beleuchtung eingeschaltet werden. Optionale Erweiterungen Türkontakt Da mein Terrarium zur Haltung von Schwarzleguanen sehr groß und begehbar ist, war es mir wichtig, dass ich mich nicht an den Heizstrahlern verbrenne oder die Beregnungsanlage gerade dann einschaltet, wenn ich mich im Terrarium befinde. Daher wurde Eingang 1 der Steuerung für den Anschluss eines Türkontakts vorgesehen. Sobald nun die Tür des Terrariums geöffnet ist, werden Ausgang 3 (Heizung) und Ausgang 4 (Beregnung) deaktiviert. Schwimmerschalter Die im Terrarium eingesetzte Beregnungsanlage bezieht Ihr Wasser aus einem Kanister. Da viele Pumpen Schaden nehmen wenn Sie längere Zeit ohne Wasser betrieben werden, wollte ich dagegen auch noch eine entsprechende Sicherheitsmaßnahme integrieren. Der Kanister wurde daher von mir mit einem Schwimmerschalter versehen. Sobald im Kanister ein zu geringer Wasserstand erreicht ist, schaltet Schwimmerschalter eine Spannung auf Eingang 2 der Steuerung. Die Steuerung blockiert dann Ausgang 4 (Beregnung) und statt des Datums und der Uhrzeit erscheint die Meldung "FÜLLSTAND DES WASSERS PRÜFEN !!!" auf dem Display. Da der Kanister zum Befüllen aus dem Terrarium entnommen werden muss, ist der Schwimmerschalter über einen 3,5 mm Klinkenstecker an die Steuerung angeschlossen. Die Klinkensteckerbuchse besitzt einen Schaltkontakt der schließt, sobald der Stecker abgezogen wird. Somit ist auch bei entnommenem Kanister sichergestellt, dass Ausgang 4 deaktiviert ist. Rauchmelder Kurz bevor die Schwarzleguane das Terrarium bezogen, hatte ich noch einen HQI Strahler installiert. Nur wenige Tage nach dem Einbau des Strahlers brannte dessen Zündgerät durch, was eine enorme Rauchentwicklung innerhalb des Terrariums zur Folge hatte. Um die Gefahren durch solche oder ähnliche Zwischenfälle in Zukunft zu minimieren, entschloss ich mich einen Rauchmelder mit Schaltausgang nachzurüsten. Im Falle einer Rauchentwicklung im Terrarium wird nun Eingang 3 der Steuerung aktiviert. Dies hat zur Folge, dass die Ausgänge 1, 2 und 3 (Licht, UV-Licht und Heizung) sofort abschalten und Ausgang 4 (Beregnung) für eine Minute aktiviert wird. Diese einminütige Einschaltung der Beregnungsanlage kann im Ernstfall dann vielleicht die Luft ein wenig von Rauch und Russpartikeln reinigen oder Schwelbrände löschen. Der Schwimmerschalter im Wasserkanister wurde übrigens so platziert, dass immer noch genügend "Löschwasser" verbleibt. Um den Rauchmelder regelmäßig auf seine Funktionstüchtigkeit überprüfen zu können, ohne die zuvor beschriebene Notfallschaltung zu aktivieren, wurde zwischen Schaltausgang des Rauchmelders und Eingang 3 ein Öffnerkontakt zwischengeschaltet. Durch Betätigung dieses Kontaktes kann der Rauchmelder getestet werden, ohne dass Eingang 3 der Steuerung aktiviert wird.