Projekt 35502/35

Produktion, Erprobung und Verbreitung des neuartigen Bodenfeuchtemesssystems PLANTObelly als SmartCity-kompatibler Sensor im Wurzelraum von Großbäumen im urbanen Raum

Projektdurchführung

Plantobelly UG
Maria-Goeppert-Str. 1
23562 Lübeck

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Vorhaben des Projektes hat das Ziel, die städtischen Bäume und Bepflanzungen gerade in den Sommermonaten optimal zu pflegen und gießen ohne Ressourcen zu verschwenden. Hierbei ist der Fokus auf die Einfachheit des Systems gelegt worden, sodass es keine unnötige Hürde für den/die Nutzer*in gibt, das System einzusetzen und zu nutzen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1. Schritt: Bau eines Prototypen und erste Tests an Zimmerpflanzen. Dieser Schritt diente dazu, zu erkennen wie sich die Feuchtigkeitswerte im Boden in einer kontrollierten Umgebung verändern. Zum Erlangen aussagefähiger Ergebnisse wurde eine Firma akquiriert, die Pflanzen an Firmen vermietet und den Sensor an verschiedenen Standorten einsetzen kann. Mit den Ergebnissen dieses Tests wurde deutlich, dass in einer Kübelpflanze ein schneller aber planbarer Wasserverlust vorherrscht, in den Feuchtigkeitskurven des Sensors waren die Verluste sehr deutlich zu erkennen. Diese Kurven wurden genutzt um, zusammen mit in Augenscheinnahme des Erscheinungsbildes der Pflanze, Gießempfehlungen zu erarbeiten.
2. Der zweite Schritte war die Installation des Sensoren im städtischen Bereich. Für dieses Schritt wurde die Hansestadt Lübeck gewonnen und man konnte die ersten Sensoren in der Willy-Brandt-Allee installieren. Ziel dieses Tests war es, den Sensor im Freifeld zu testen und eine Aussage zu dem Feuchteverlauf im Boden eines Stadtbaumes zu erarbeiten. Im Freifeld stellten sich viele Probleme dar, so gab es keinen ununterbrochenen Funkempfang, sodass Messwerte verloren gingen, der verbaute Akku erwies sich als nicht frostsicher und das Gehäuse zog mit der Zeit Wasser und der Sensor fiel aus. Diese Probleme konnten durch durch ein neues Gehäuse gelöst werden. Es wurden diverse Tests mit verschiedenen Batterien gemacht und das Funkproblem wurde gelöst in dem man einen Sensor mit der NB-IoT-Variante baute. Dieser hat eine SIM Karte verbaut und funktioniert autark.
3. Feldversuchausweitung: Mit der Ausweitung des Feldversuchs konnte die Stadt Hamburg gewonnen werden und man konnte hier verschiedene Standorte nutzen um den Sensor zu verbauen. Ein Test der Uni Harburg zeigte, dass die Sensoren ganz ähnlich der Sensoren von „Watermark“ messen und die Kurven vergleichbar sind, wohingegen die Messwerte der Plantobelly UG genauer sind, da der Watermarksensor durch die Eigenschaft der Messmethode nachzieht. Das bedeutet, dass man bereits einen Feuchtigkeitsrückgang delektierte, als der Watermark Sensor noch eine steigende Wassermenge gemessen hat.
4. Ein weiteres Testziel war es zu prüfen, ob die Sensoren wirksam gegen Vandalismus geschützt sind. Der Plantobelly wird vollständig und ohne weitere Hilfsmittel im Boden vergraben und ist daher gegen Diebstahl und Vandalismus geschützt. Um dieses zu testen wurde ein Sensor in Hamburg „bei der Schilleroper“ im Außenbereich einer Gastronomie installiert. Dieser Sensor sendet heute noch seine Werte und wurde weder gestohlen noch zerstört.
5. Optimierung: Nachdem alle oben genannten Tests abgeschlossen waren wurde die Laufzeit des Sensors optimiert, sodass der Sensor nicht nur ein Jahr mit einer Batterie funktioniert. Es wurde erreicht, dass der Sensor mit NB-IoT nun 6 Jahre mit einer Batterie funktioniert und der Sensor mit LoRaWAN 10 Jahre auskommt. Diese langen Laufzeiten sind ein signifikanter Vorteil für die Kund*innen, da der Sensor nun über eine komplette Anwachsphase im Boden verbleiben kann, ohne dass der Baum in dieser Zeit gestört werden muss. Auch wurde der Empfang des Sensors durch eine neue Antennentechnik signifikant verbessert, sodass er tiefer im Boden installiert werden kann. Dieses hat den Vorteil, dass der Sensor auch in Bereichen eingesetzt werden kann, in denen Bodenpflegearbeiten durchgeführt werden.
6.Webservice: Im Fokus des Plantobelly-Versprechens steht, dass Plantobelly ein Komplettpaket anbietet, sodass die Kund*innen niederschwellig den Sensor nutzen können. Der Webservice musste in der Art entwickelt werden, dass alle relevanten Informationen enthalten sind, die den Kund*innen helfen die Bepflanzung optimal zu pflegen. Weiter war es wichtig, dass der Webservice im Preis enthalten ist und keine monatlichen Kosten für die Kund*innen entstehen.


Ergebnisse und Diskussion

Am Ende wurde ein Sensor entwickelt, der alle diese Kriterien erfüllt. Der Kund*innenstamm ist massiv ausgeweitet worden. So konnten die Städte Berlin, Hamburg, Nürnberg und weitere gewonnen werden. Weitere Erfolge konnten auch im Ausland erzielt werden, so sind Sensoren in den Niederlanden, Schweiz, Österreich und Schweden installiert worden und es werden die Slowakei und Finnland hinzukommen. Der Sensor erfüllt die Anforderungen der Kund*innen. Städte wie Hamburg und Lübeck bestätigten, dass Wässerungsgänge eingespart werden bzw. mehr beauftragt werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Plantobelly wurde in verschiedenen Medien erwähnt. Es kam zu Beiträgen auf NDR Info, einem Beitrag bei dem Schleswig-Holstein Magazin (TV), einem Beitrag in der BRANDEINS und viele mehr. Ferner konnte Plantobelly bei Wettbewerben Preise gewinnen, so z. B. die Innovationsmedaillie auf der GALABAU 2022, den 1. Preis bei dem Überfliegerwettbewerb uvm.
Plantobelly ist ebenfalls als Präsentator auf verschiedenen Veranstaltungen tätig.


Fazit

Das Projekt hat gezeigt, dass das Produkt funktioniert und einen Bedarf am Markt deckt. Es wird weitere Themen geben die optimiert werden müssen und weitere Sensoren werden entwickelt werden um die Vegetation weiter zu unterstützen.