Probleme kleiner und mittelständischer Betriebe in der Blumenzucht?

In der Blumen- und Topfpflanzenzucht kommen spezielle Pflanztische zum Einsatz, auf denen die Pflanzen im Gewächshaus heranwachsen. Diese Tische können bis zu 30 Meter lang und zwei Meter breit sein. In einem mittelständischen Betrieb mit Gewächshaus gibt es oft Hunderte davon.

Doch kleine Unternehmen und Mittelständler stehen unter starkem Konkurrenzdruck. Große, hoch technisierte Zuchtbetriebe setzen auf voll mobile Pflanztische, die beispielsweise in automatische Waschstraßen eingefahren werden können. Klassische Zuchtbetriebe hingegen haben meist keinen Platz für solch große Anlagen und nutzen weiterhin herkömmliche Pflanztische (siehe Foto). Diese lassen sich lediglich auf Rollen leicht von links nach rechts verschieben.

Ein oft unterschätztes Problem dabei: Die regelmäßige Reinigung der Pflanztische! Bei Arbeiten mit Pflanzen, Erde und Dünger bleiben unvermeidlich Rückstände auf den Tischen zurück. Oder, wie es der Züchter ausdrücken könnte: „Wo gepflanzt wird, da liegt auch Erde.“.

In einem Betrieb mit 200 dieser 30 x 2 Meter großen Tische bedeutet das: Jeder einzelne Tisch muss per Hand regelmäßig gereinigt werden – bis zu viermal pro Jahr! Dabei gestaltet sich die Reinigung für das Personal alles andere als einfach. Um auch die Mitte des Tisches gründlich zu säubern, werden Rückstände mit einem Handbesen aufgekehrt. Das bedeutet nicht nur Knochenarbeit für Mitarbeiter, sondern beansprucht auch enorm viel Zeit: Ein einziger Tisch kann bis zu zwei Stunden Reinigung erfordern.

Prototypenentwicklung eines Reinigungsroboters für Pflanztische

Um die Reinigung der Pflanztische langfristig zu erleichtern, hat CarByte gemeinsam mit der in Germersheim ansässigen Gärtnerei Blumen Xpert an einer Lösung gearbeitet und den ersten Prototypen eines angepassten Reinigungsroboters entworfen. Wie lief die Entwicklung ab?

Maßgeschneiderte Anforderungen

Der Roboter bewegt sich direkt auf den Pflanztischen und muss pro Tisch bis zu 30 Liter an Erde-, Pflanzen- und Düngerrückständen aufnehmen können. Dabei ist es besonders wichtig, dass er die wertvolle Aquatex-Folie, die den Tisch bedeckt, weder verzieht noch beschädigt. Für große Tische empfiehlt sich ein möglichst breites Bürstensystem einer Kehrmaschine – jedoch ohne dabei zu schwer zu werden.

Idealerweise kann der Roboter sowohl eigenständig als auch per Fernsteuerung navigiert werden, um selbst in unwegsamem Terrain, wie beispielsweise durch Bewässerungsschläuche, effektiv zu reinigen.

Technische Details

Das „Gehirn“ des Roboters muss so programmiert werden, dass Bürsten und Räder per Fernsteuerung angesteuert werden können. Zur automatischen Erkennung des Tischendes kommt ein einfacher LiDAR-Sensor (Light Detection and Ranging) zum Einsatz. Der Roboter stoppt damit eigenständig am Rand des Tisches.

Für die Steuerung wird ein ESP32-Mikrocontroller genutzt, kombiniert mit dem Open-Source-Echtzeitbetriebssystem FreeRTOS. Zukünftige Erweiterungen könnten moderne Technologien aus der Automobilbranche oder dem Internet of Things (IoT) einbinden. Auch eine Datenauswertung über eine Web-App wäre denkbar.

Vor-Ort-Tests

Um auch dem kritischen Blick eines Experten mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Pflanzenzucht zu überzeugen, sind praxisnahe Tests vor Ort unerlässlich. Nur so kann sichergestellt werden, dass der Prototyp alle Anforderungen fachgerecht erfüllt und optimal auf die Bedürfnisse des Gärtnerei-Fachbetriebs abgestimmt ist.

Unser Ziel ist es, die Reinigungszeit pro Tisch von bis zu zwei Stunden auf lediglich fünf Minuten zu reduzieren. Darüber hinaus bietet die Lösung weitere Vorteile, insbesondere für das Personal: Keine Belastung durch das Einatmen von Düngerrückständen und eine spürbare Entlastung für Schultern und Gelenke, die sonst durch das manuelle Kehren beansprucht würden.

Prototypen-Schmiede: Von der Idee zum Prototyp

Mit einer technisch cleveren Lösung können zum Beispiel landwirtschaftliche Betriebe einfacher mit hoch technisierten Großzuchtanlagen konkurrieren – zumindest deutlich effektiver als zuvor. Wir freuen uns, damit einen Beitrag zur Stärkung lokaler Betriebe leisten zu können.

In unserer Prototypen-Schmiede arbeiten wir zukünftig daran, Ideen zu handfesten Lösungen zu entwickeln. Jeder Betrieb ist Experte auf seinem Fachgebiet – unsere Rolle ist es, die dort entstehenden Konzepte in die Realität umzusetzen. Unsere Leidenschaft gilt dabei der Technik und die Möglichkeiten sind vielfältig. Ob smarte Lösungen, Kleinserien oder erste Prototypen – wir erwecken Innovationen zum Leben.

Mit modernen Echtzeitbetriebssystemen wie FreeRTOS, Zephyr und ThreadX oder professionellen Robotik-Frameworks wie ROS2, die leistungsfähige IoT-Anwendungen ermöglichen und die dringend benötigte Automatisierung für zahlreiche Betriebe vorantreiben.