Matter - Praktisches Beispiel eines intelligenten Gewächshauses (Teil 2)

Schon lange faszinieren mich Pflanzen aller Art, egal ob Zierpflanzen für die Wohnung oder frische Kräuter für die Küche. Jedoch fehlt mir der grüne Daumen, daher passiert es allzu oft, dass die Pflanzen eingehen, da sie keine, bzw. zu viel Aufmerksamkeit bekommen. Selbst Erinnerungen im Kalender werden schnell mal weggeklickt oder ewig auf morgen verschoben. Eine Automatisierung muss also her, so dass die Pflanzen unter optimalen Bedingungen wachsen können und ich nur im Notfall aktiv werden muss. Als Softwareentwickler und Maker ist das ein Problem, das ich auf technische Art lösen kann. Vorherige Hobbyprojekte mit einer großen Cloud Infrastruktur haben zwar eine Menge Spaß in der Entwicklung gemacht, sind jedoch für den alltäglichen Gebrauch ehrlicherweise unnötig komplex. Unterwegs muss ich nicht wissen, wie es den Pflanzen geht und Erweiterungen, wie neue Hardware oder andere Automatisierungen müssen aufwändig und individuell in Code gelöst werden. Meine Anforderungen sind die lokale Verfügbarkeit der aktuellen Daten, zusätzliche Hardware sollte einfach in das System ergänzt werden können und Automatisierungen sollten ohne großen Aufwand zu erstellen sein. Das Smart Home und IoT Geräte Protokoll Matter bietet sich hierfür perfekt an!

Daher setzte ich mein Hobby Projekt “PlantCabinet🪴 Controller” im Rahmen des “Make it Matter!” Wettbewerbs von Nordic Semiconductor und Hackster.io um. Das Projekt gewann den “Wildcard” Preis.

Der Controller ermöglicht es, die optimalen Bedingungen für das Wachstum und die Pflege verschiedener Pflanzen in einem Indoor-Gewächshaus, wie z.B. einer Pflanzenvitrine (im Englischen Plant Cabinet genannt), zu schaffen. Von der Anzucht junger Keimlinge bis hin zur Pflege tropischer Pflanzen ist hier alles, dank dem PlantCabinet🪴 Controller, ohne viel Aufwand möglich. Dazu steuert der Controller eine LED-Lampe, deren Lichtspektrum für das Pflanzenwachstum optimiert ist. Ein Lüfter sorgt dafür, dass die Luft im Inneren nicht stagniert, was für ein gesundes Pflanzenwachstum unerlässlich ist. Darüber hinaus ermöglicht er die Messung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Pflanzenvitrine, wodurch die Bedingungen stets im optimalen Bereich gehalten werden können.

Das Gehirn des PlantCabinet🪴 Controllers bildet das nRF7002-DK, ein Entwicklungsboard von Nordic Semiconductor, das perfekt für die prototypische Umsetzung von Matter-Anwendungen geeignet ist. Ausgestattet mit einem nRF5340 Chip, der verschiedene Sensoren ansprechen und mit Bluetooth LE kommunizieren kann, sowie einem nRF7002 Chip für die Wifi-Kommunikation, ist die Steuereinheit so in der Lage, Matter über Wifi sowie Thread zu sprechen.

Um die Benutzerfreundlichkeit des PlantCabinet🪴 Controllers weiter zu verbessern, wurde eine mobile Flutter-App entwickelt. Diese App ermöglicht es, mehrere Indoor-Gewächshäuser zu verwalten und den Status sowie die Werte der Sensoren und Aktoren in Echtzeit abzurufen. Die App bietet eine benutzerdefinierte Darstellung der Daten über eigens entwickelte und animierte Widgets, was sie zu einem unverzichtbaren Begleiter für mich macht.

Der PlantCabinet🪴 Controller ist ein perfektes Beispiel dafür, wann es sich lohnt eine eigene App für ein Matter Smart Home-Gerät zu entwickeln. Durch die individuelle Gestaltung der Elemente ist es möglich viel einfacher den aktuellen Status abzulesen und es wäre hier auch möglich, Handlungsempfehlungen zu geben, wie z. B. mit einer zu hohen oder niedrigen Luftfeuchtigkeit umzugehen ist. Und trotzdem bleibt auch der Vorteil, dass Matter Geräte mit verschiedenen Apps und Geräten verknüpft werden können. So ist es möglich, die Pflanzenvitrine um weitere Aktoren und Sensoren zu erweitern und den Lebensraum der Pflanzen auf die individuellen Bedürfnisse der Pflanzen weiter zu optimieren und zu automatisieren. Ein Beispiel wäre, dass der PlantCabinet🪴 Controller auch in Apple Home und/oder Google Home integriert wird und dort mit einer smarten Matter Steckdose, die einen Luftbefeuchter ansteuert, verbunden wird. So kann eine Automation einer zu niedrigen Luftfeuchtigkeit vorbeugen. Ein weiteres Beispiel wäre die Umsetzung einer automatischen Bewässerung der Pflanzen. Eine Matter Steckdose schaltet bei Bedarf eine kleine Wasserpumpe an und kann so die Pflanzen mit Wasser aus einem Reservoir versorgen. Eine Integration in beispielsweise Amazons Alexa würde es auch ermöglichen, per Sprachbefehl zu gießen.

Unzählige weitere Ideen sind möglich und bieten so individuelle Erweiterungsmöglichkeit.

Es zeigt sich, dass Dank der Nutzung von Matter meine Anforderungen voll und ganz erfüllt wurden. Das tolle ist auch, dass das Projekt durch die Plattform- und Herstellerunabhängigkeit von Matter auch von anderen Hobbygärtner*innen umgesetzt werden kann. Unzählige weitere Ideen zur Automatisierung sind möglich und bieten so individuelle Erweiterungsmöglichkeit je nach Bedarf.

Mehr zum PlantCabinet🪴 Controller finden Sie hier.