Bewaesserung

ESP32-Bewässerungssystem

Phase 1 – Grundsystem

Architektur

Modularer Aufbau mit getrennten .h/.cpp-Dateien:

src/
├── main.cpp                     # Einstiegspunkt
├── core/
│   ├── Application.h/.cpp       # Haupt-Orchestrierung & Boot-Sequenz
│   ├── ConfigManager.h/.cpp     # LittleFS JSON Konfiguration
│   └── StateManager.h/.cpp      # Systemzustand-Automat
├── net/
│   ├── WifiManager.h/.cpp       # Multi-AP, WPS, Setup-AP
│   └── TimeSync.h/.cpp          # NTP + DS3231-Sync, Zeitzonenverwaltung
├── hw/
│   ├── OledStatus.h/.cpp        # SSD1306 128×64 Statusanzeige
│   ├── Ds3231Manager.h/.cpp     # DS3231 RTC-Verwaltung
│   └── RelayManager.h/.cpp      # Relais-/Pumpensteuerg (sicherheitsgesperrt)
└── web/
    ├── WebServer.h/.cpp         # HTTP-Server + DNS Captive Portal
    ├── WebPages.h               # PROGMEM HTML-Templates
    ├── WebHandlers.h/.cpp       # HTTP-Handler (Status, WLAN, Zeit, HW, ...)

Start-Ablauf

1. I²C initialisieren (Wire.begin)
2. OLED initialisieren
3. DS3231 erkennen → Systemzeit setzen (falls vorhanden)
4. Konfiguration aus LittleFS laden
5. Relais initialisieren (alle AUS – sichere Grundstellung)
6. WLAN-Verbindung versuchen:
   • Alle APs mit gleicher SSID scannen und nach Signalstärke sortieren
   • Jeden AP nacheinander probieren
   • Falls alle scheitern → WPS (60 Sek.)
   • Falls WPS scheitert → Setup-AP starten
7. Webserver starten (Normal- oder Portal-Modus)
8. NTP-Zeitsync (bei WLAN-Verbindung), DS3231 aktualisieren
9. Betriebsmodus bestimmen:
   • WLAN verbunden → RUNNING
   • Kein WLAN, aber Bewässerungskonfig vorhanden → RUNNING_OFFLINE
   • Keine Bewässerungskonfig → SETUP_REQUIRED

Sicherheitsregeln

• Kein WLAN ≠ kein Betrieb: Bei vorhandener Bewässerungskonfiguration läuft das System lokal weiter.
• Erststart ist gesperrt: Ohne Bewässerungsplan darf keine Pumpe geschaltet werden.
• DS3231-Warnung: Fehlt der RTC, wird im Webinterface ein roter Warnbalken angezeigt.
• Relais sicher gesperrt: activateRelay() erfordert explizites armed=true.

Konfigurationsdateien (LittleFS)

Datei	Inhalt
/config.json	WLAN, Zeitzone, NTP-Server, Standort
/hardware.json	Relais-Anzahl, GPIO-Pins, Invertierung
/watering.json	Bewässerungspläne (leer = Pumpen gesperrt)

WebGUI-Seiten

• /status – Systemstatus (DS3231-Warnung, WLAN, Zeit, Betriebszustand)
• /config_wifi – WLAN-Einstellungen
• /config_time – Zeitzone & NTP-Server
• /config_location – Standort mit Kartenansicht (Leaflet)
• /config_hardware – Relais-Konfiguration (Neustart erforderlich bei Änderung)
• /config_watering – Bewässerungsplan (Phase 2)
• /watering_test – Simulation mit identischer Decision-Engine wie Livebetrieb

Bewässerungsmodell (aktuell)

• Slots definieren nur Zeittrigger + Wiederholung (Wochentage oder alle N Tage).
• Pumpen-Zuweisungen verbinden Pumpen mit Slots (Bacula-ähnlich).
• Wetter-Templates enthalten mehrere kombinierbare Wetterregeln pro Vorlage (z. B. Hitze -> +20% und Regen in 6h -> -25%).
• Die Auswertung ist zentral und deterministisch: zuerst Aussetzen, danach Verkürzen/Verlängern relativ zur Basislaufzeit.
• Livebetrieb, Status, Simulation und API verwenden dieselbe WateringDecisionEngine.

OTA-Update

• OTA wird automatisch gestartet, sobald das Gerät im WLAN oder Setup-AP erreichbar ist.
• Das OTA-Passwort wird auf der Seite /config_wifi gepflegt.
• Das Passwort schützt drahtlose Firmware-Updates über ArduinoOTA.

JSON-APIs

• /api/weather – Wetterdaten inkl. 24h-Kontext (wenn verfügbar)
• /api/watering_simulate – Simulationslauf für einen Slot/Zeitpunkt
• /api/watering_status – Gesamtstatus mit Slot-/Pumpen-Entscheidungen und nächsten Läufen

Setup-AP-Modus

Bei fehlendem WLAN startet das Gerät als Access Point:

• SSID: Bewaesserung-Setup
• IP: 192.168.4.1
• DNS: Captive Portal (alle Anfragen → /)
• Keine Passwortabfrage für einfachen Erstzugang

Build (PlatformIO)

pio run                    # Kompilieren
pio run -t upload          # Flashen
pio run -t uploadfs        # LittleFS hochladen
pio device monitor         # Serieller Monitor

Abhängigkeiten

• olikraus/U8g2 – OLED-Treiber (SSD1306)
• adafruit/RTClib – DS3231 RTC
• bblanchon/ArduinoJson – JSON-Konfiguration
• arduino-libraries/NTPClient – NTP-Zeitabfrage