Projektarbeit an der Hochschule Albstadt-Sigmaringen: Studierende entwickeln automatisiertes Gewächshaus mit KI-Unterstützung

Ein fünfköpfiges Studierendenteam des Studiengangs Energiewirtschaft und Management an der Fakultät Business Science and Management der Hochschule Albstadt-Sigmaringen hat im Rahmen einer Projektarbeit ein automatisiertes Gewächshaus entwickelt. Das Projekt veranschaulicht die zentralen Themen des Studiengangs – darunter Ressourceneffizienz, Digitalisierung, Projektmanagement und technische Systemanalyse. Begutachtet wurde die Arbeit von Prof. Dr. Habbo Heinze.  

Nachhaltige Nachnutzung und technische Umsetzung
Ausgangspunkt der Arbeit war ein gebraucht erworbenes Gewächshaus aus Aluminium und Polycarbonat-Stegplatten. Ziel war es, diese vorhandene mechanische Grundstruktur durch moderne Sensorik und Automatisierungstechnik ressourcenschonend und wirtschaftlich aufzuwerten. Als Steuerungseinheit setzten die Studierenden Jan Deufel, Johannes Grebe, Andrea Röther, Henry Spieß und Marcel Stadler einen Arduino UNO R4 WiFi ein.  

Das System überwacht die relevanten Umweltparameter vollautomatisch:

• Automatische Bewässerung: Ein kapazitiver Bodenfeuchtesensor misst die Feuchtigkeit der Erde. Wird ein Grenzwert überschritten (Substrat zu trocken), startet eine Wasserpumpe für zwei Durchgänge. Eine anschließende 30-minütige Sperrzeit verhindert eine Überwässerung.
• Klimaregelung: Ein SHT31-Sensor erfasst kontinuierlich die Außentemperatur und Außenluftfeuchtigkeit. Darauf basierend reguliert das System PWM-gesteuerte Lüfter: Die Abluft schaltet sich linear ab 25 °C ein, während die Umluft im temperaturabhängigen Intervallbetrieb läuft.
• Wasserüberwachung & Web-Interface: Der Wasserverbrauch wird rechnerisch erfasst. Bei Erreichen eines Schwellenwerts wird eine Warnung auf der LED-Matrix des Arduino sowie im Web-Dashboard angezeigt. Über dieses Interface können alle Messwerte und Aktor-Zustände im 5-Sekunden-Takt in Echtzeit über einen Browser im selben Netzwerk überwacht werden.

Künstliche Intelligenz als Werkzeug

Ein Schwerpunkt des Projekts lag auf dem auslotenden Einsatz von KI-gestützten Werkzeugen in der Praxis. Die Gruppe nutzte diese Werkzeuge unterstützend über den gesamten Verlauf hinweg – insbesondere bei der Recherche, der Auslegung, der Programmierung (Entwurf und Verbesserung einzelner Module), der Fehlersuche sowie bei der Formulierung der Projektdokumentation und Erstellung von Grafiken und Zustandsdiagrammen. Die kritische Prüfung sowie die Verantwortung für Planung und Umsetzung verblieben dabei jederzeit vollständig bei der Projektgruppe.

Berührungspunkte zum Studiengang

Das Gewächshaus-Projekt zeigt die direkte Anwendung von Studieninhalten des Studiengangs Energiewirtschaft und Management. Technische Systemanalysen und automatisierte Lösungen gewinnen durch steigende Anforderungen an Nachhaltigkeit und Energieeffizienz zunehmend an Bedeutung – Kompetenzen, die in diesem Studiengang vermittelt und im Rahmen des Projekts erfolgreich in die Praxis umgesetzt wurden.