IoT in Planters

    IoT and sensors for rainwater collection measurement and automatic watering in urban green spaces and facilities.

    Background

    Byland is a Danish startup that sells a solution it developed for automatic watering of urban green spaces, planters, and facilities. Their solution combines rainwater collection with plant watering. The project started with a desire to integrate IoT sensors in their solution, so that their customers could better plan their watering.

    User and context study

    Initially, a user study was conducted for the project in the Municipality of Frederiksberg, which is responsible for the daily watering of the municipality’s trees and planters. The study provided important insights into not only the watering workflow itself, but also the planning and other operations surrounding the watering.

    As a bonus, the user and context study also revealed new concepts and domains within the fields of IoT and sensors which Byland may contribute solutions to in the future.

    Visualisation of Byland’s automatic watering solution

    Technical requirements

    The results of the user and context study served as a framework for developing a series of technical requirements for the prototype that was to be constructed.

    Examples of these requirements include:

    The sensors need to measure the level of the collected rainwater.
    The prototype must be resistant to water and other environmental factors.
    The battery life should be sufficient to provide power to the prototype for the duration of the test, lasting a minimum of 2 months.
    Sensor data must be able to be sent at least once per day, and it must be capable of being saved online.

    User study of daily operations and watering in Frederiksberg

    Energy harvesting

    Energy harvesting, in which energy is gathered (or “harvested”) from the surrounding environment, is one of the areas in which IdemoLab has specialised skills. For this reason, the possibility of powering the prototype using solar cells was investigated before constructing it. Based on the expected daily power consumption and a test of the energy that could be stored under various lighting conditions, it was decided that the prototype’s batteries would be charged using solar cells. This also provided an opportunity to test a concept that would not rely on periodic battery changes or power cables.

    Prototype

    A working prototype was constructed based on the technical requirements. It fulfilled the requirements and could be installed in Byland’s existing solution.

    The prototype was subsequently integrated into a planter installed in Frederiksberg to test its functionality in the most realistic conditions possible over a couple of months.

    Results

    Overall, the test proved successful. The results discovered over the course of the project and testing showed that water could be saved by measuring the water already available, allowing the solution to take rainwater into account. With the added IoT water level sensor, an extra layer of security is present in determining whether extra watering is needed. It was also found that because of this, people can save the time they would otherwise spend watering manually, thereby also cutting down on driving time and vehicle emissions.

    Regarding the test’s technical results, it was shown that during the testing period, enough energy was gathered from the solar cells to make daily measurements and upload them to an online platform, making it possible to statistically analyse water retention and power usage.

    In the future

    Due to this project, Byland was awarded support in the form of an InnoBooster to continue working on their solution. They are now working on launching their solution commercially. Learn more and follow its development at www.aqumi.dk.

    Project partners

    This project was financed by the nationwide IT innovation network InfinIT, in turn financed by a grant from the Danish Administration of Research and Education. Read more about the InfinIT innovation network at www.infinit.dk. This project was conducted by IdemoLab, DELTA — a part of FORCE Technology — for Byland, with contributions from DTU Management Engineering’s behavioural design department and landscaping firm A//A.

    Download the case study


    DANSK VERSION


    IoT i plantekasser

    IoT og sensorer til måling på regnvandsopsamling og selvvanding i grønne uderum og anlæg i byer.

    I et projekt sammen med Byland, har IdemoLab, FORCE Technology udviklet en prototype af et IoT system som dagligt måler hvor meget vand der er tilgængeligt i plantekasser, og sender data til en online platform.

    Baggrund

    Byland er en dansk startup virksomhed, som har udviklet og sælger en løsning til selvvanding af grønne uderum, plantekasser og anlæg i byrummet. Deres løsning kombinerer regnvandsopsamling med plantevanding. Udgangspunktet for projektet var at de havde et ønske om at integrere IoT sensorer i deres løsning, således at deres kunder bedre kunne planlægge vandingen.

    Bruger- og kontekststudie

    Som del af projektet blev der indledningsvis gennemført et brugerstudie hos Frederiksberg Kommune, som dagligt står for vanding af kommunens træer og plantekasser. Gennem dette studie kom der vigtig indsigt i både arbejdsgangene med selve udførelsen af vandingen, men også i planlægningsarbejdet og den øvrige drift, som vandingsopgaven skal passes ind i.

    Som en ekstra værdi fra bruger- og kontekststudiet, kom der flere nye koncepter og domæner frem inden for IoT og sensorer, som Byland potentielt kan bidrage med løsninger til i fremtiden.

    Visualisering af Bylands løsning til selvvanding

    Tekniske krav

    Resultaterne fra bruger- og kontekststudiet, dannede efterfølgende rammen for udarbejdelse af en række tekniske krav til den prototype der skulle konstrueres.

    Eksempler på disse krav inkluderer blandt andet:

    Sensorerne skal kunne måle vandstanden i det opsamlede regnvand.
    Prototypen skal være robust over for vand og andre klimafaktorer.
    Batterilevetiden skal levere strøm til prototypen gennem hele testens varighed over minimum 2 måneder.
    Data fra sensorerne skal kunne sendes en gang dagligt, og skal kunne gemmes online.

    Brugerstudie af den daglige drift og vanding på Frederiksberg

    Energy Harvesting

    Energy Harvesting, hvor man indsamler, eller høster energi fra omgivelserne, er et at de områder IdemoLab har særlige tekniske kompetencer indenfor. Inden konstruktionen af prototypen, blev potentialet for at forsyne prototypen med strøm fra solceller derfor undersøgt. På baggrund af det forventede daglige strømforbrug i kombination med en test af hvor meget strøm der kan opsamles under varierende lysforhold, blev det derfor besluttet at lade prototypens batteri oplade fra solceller, og samtidig teste betingelserne for et koncept der er uafhængig af løbende batteriskift og strømkabler.

    Prototype

    På baggrund af de tekniske krav til prototypen, blev der konstrueret en fungerende prototype, som levede op til de tekniske krav, og som kunne installeres i Bylands eksisterende løsning.

    Prototypen blev efterfølgende integreret i en plantekasse, som blev sat op på Frederiksberg, for at teste funktionaliteten i så virkelighedsnære betingelser som muligt, gennem de næste par måneder.

    Resultater

    Overordnet viste testen sig at være en succes. Nogle af de resultater der fremkom igennem testen og projektet, var at der med denne måde at måle tilgængeligt vand til selvvanding vil kunne spares vand idet løsningen anvender regnvand til selvvanding, og med den tilføjede IoT vandstandssensor blev der tilføjet en ekstra lag af sikkerhed for om det er nødvendigt selv at vande ekstra. Et andet resultat var, at der på den baggrund kan spares arbejdstid for de personer der ellers skulle forestå manuel vanding, og på samme baggrund vil der også kunne spares kørsel og herunder udledning fra bilkørsel.

    I forhold til de tekniske resultater af testen viste det sig, at der i testperioden kunne opsamles tilstrækkelig energi fra solcellerne til at foretage daglige målinger og sende dem til en online platform, hvor der efterfølgende kunne føres statistik over vandbeholdning og strømforbrug. 

    Fremtid

    På baggrund af projektet har Byland fået bevilliget støtte i form af en InnoBooster til at arbejde videre med deres løsning, og de er lige nu i fuld gang med at kommercialisere løsningen. Læs mere og følg med i udviklingen på www.aqumi.dk.

    Projektpartnere

    Projektet er finansieret af det landsdækkende innovationsnetværk for it, InfinIT, som er finansieret af en bevilling fra Styrelsen for Forskning og Uddannelse. Læs mere om InfinIT innovationsnetværket på www.infinit.dk. Projektet er blevet gennemført af IdemoLab, DELTA – a part of FORCE Technology for Byland, med bidrag fra DTU Management Engineerings afdeling for adfærdsdesign, og anlægsgartnerfirmaet A//A.

    Læs mere her

    Byland bylandstudio.dk

    IdemoLab idemolab.madebydelta.com

    InfinIT infinit.dk

    This is a unique website which will require a more modern browser to work! Please upgrade today!