Erdfeuchte - Bewässerung

  • Hallo,


    ich habe mich mit einigen Möglichkeiten zu Messung von Erdreichfeuchte herumgeärgert. Hier eine Zusammenfassung meiner eher leidvollen Erfahrungen.


    Warum nehme ich das so ernst:

    • es interessiert mich
    • ich brauche es für Indoor-Pflanzen, daher ist
    • eine Überschwemmung große Sch...
    • Das Problem (2) ist bei mir dadurch erschwert, dass ich öfter über längere Zeiträume abwesend bin.

    Wirklich ernst zu nehmende Messmethoden sind jenseits der "Portkasse" https://de.wikipedia.org/wiki/Tensiometer_%28Bodenfeuchte%29
    [font="Arial"][/font]
    [font="Arial"]Was habe ich probiert:[/font]


    [font="Arial"]1. Die 3EUR Elektroden der Chinesen.[/font]


    z.B.: XT XINTE Hygrometer Feuchtigkeits Detektionsmodul Moisture Wassersensor Arduino


    Funktioniert echt ... aber nur kurz. Ich würde sagen einige Minuten. Daraufhin baut sich eine Gegen-Spannung auf (durch die Elektrolyse) und du misst Mist. Kein Problem sagte ich mir:

    • wenn ich keinen Wert brauche schalte ich die Spannung ab (GPIO reicht als Versorgung)
    • ich pole immer wieder um

    OK, das geht ein paar Tage echt gut (Reproduziergenauigkeit ~1%) Und dann ... Tja, was ich (und einige Andere, einschließlich des Herstellers) nicht bedacht habe: Zinn löst sich in der Erde einfach auf ... so ähnlich wie eine Opferelektrode im E-Boiler.


    2. Die Elektrodenadaption aus make 4/2015 p122


    Schaut genial aus: Graphit als Elektrode - kann nicht korrodieren. Also damit wurde ich auch nicht glücklich. Die Messwertunterschiede zwischen "jetzt würde ich gießen" und "das ist zu nass" liegen so dicht beieinander, dass ich das dem MCP3008 auf lange Zeit nicht zutraue.


    Den Polarisationsvorgang in der Erde hat man außerdem trotzdem. Auch das Umpolen hilft nicht wirklich, da die umgepolte Elektrolyse nicht den Ursprungszustand wieder herstellt sondern nur die Ionen zurückwandern lässt.


    3. Eigenentwicklung


    Na, ist ja kein Problem: ein NTC als Thermometer und als Heizung. Man(n) heizt eine definierte Arbeit [Ws] in den Boden und misst dann den Temperaturverlauf. Es muss - verdammt noch mal - die Zeitkonstante des Temperaturabfalls bei höherer Feuchte kürzer sein.


    Das stimmt im Prinzip schon.... aber (!) das Verfahren ist heftig von der Erdreichdichte (OK, eigentlich der umgebenden spezifischen Wärmekapazität) abhängig. Erde angreifen aber auch die mechanische Belastung des Giessens verändert aber (offensichtlich) das Verhalten.


    Nebenbei: der Temperaturabfall ist auch keine e-Potenz. Und - ich gebe es zu - ich war zu faul, die PDE kugelsymmetrisch instationär zu lösen... auch wenn sie nur eindimensional ist.


    4. VH400


    Das Ding (50€ wenn man den Transport und Zoll zurechnet) ist kein Schnäppchen und macht einen guten Eindruck. Also eingebaut und ... habe mich gefreut. Echt, auch kleinste Feuchtigkeitsveränderungen sind zuverlässig. Aber nanu: bei Tag wird die Feuchte im Topf (klar, ohne Giessen) höher? Das kann's doch nicht sein oder hat mein Pflänzchen Durchfall?


    Der Grund ist der absolut nicht zu vernachlässigende Temperaturgang des VH400.


    Code
    1. def VH400_TempCorr(temp,u_vh400) :
    2. #   korrigiert den gemessenen Spannungswert des VH400
    3. #       temp    tempertur in C
    4. #       u_vh400 gemessener Spannungswert
    5.    koeff20=0.004557
    6.    return u_vh400+(temp-20)*koeff20



    Jetzt funktioniert das Ding.


    Aber Achtung


    • die VH400 sind untereinander nicht austauschbar. Jedes zeigt andere Werte
    • die Dinger werden _sehr_ nervös, wenn man die Versorgung ein- und auschaltet um nur bei der Messung die Last zu haben ... ich habe das nicht zu Ende getestet, würde aber sagen, dass das VH400 einige Minuten Vorlauf braucht.
    • manchmal springen die Messwerte um wirklich wenig, aber sie springen und zeigen Einschwingverhalten. (gemessen mit 16Bit ADC 1kS/sec)


    Vielleicht hilft das jemanden ... wenn, dann freue ich mich.


    Gottfried

    Einmal editiert, zuletzt von gottfried50 ()

  • Das die billigen China Bodenfeuchtesensoren nicht funktionieren kann ich so nicht bestätigen. Ich habe seit März welche in meinem Gewächshaus im Boden stecken (an TinyTX3 Funksendern) und die senden regelmäßig alle 5 Minuten recht vernünftige Messdaten. OK, manchmal verschläft der TinyTX3 einen Messinterval, aber das soll nicht das Problem sein...


    Da die Sensoren noch laufen halten sie also zumindest eine komplette Saison, bei dem Preis ist das - wie ich finde - völlig ok.

    Einmal editiert, zuletzt von doing ()

  • Hi,
    willkommen in der "Feuchtenmessung- Welt".
    Habe jetzt nicht viel Zeit.



    Zitat

    Zinn löst sich in der Erde einfach auf ...


    Bei einer Gleichspannung normal!


    Zitat

    da die umgepolte Elektrolyse nicht den Ursprungszustand wieder herstellt sondern nur die Ionen zurückwandern lässt.


    Kann nur bestätigen.
    ---


    Ich nutze die "Sättigung der Elektrolyse" als mein Messkriterium.


    Heute schlecht - ich melde mich aber.
    Gruß
    Georg

    Sollte ich "Müll- reden" :blush: - bitte mich (?) "auf die Nuss" hauen. :huh:

  • @ doing : das verwundert mich extrem... aber es gibt verscheidene Produzenten wahrscheinlich. Meine Nr. 2 hat sich einfach so - ohne Strombelastung einfach aufgelöst.

  • Hi,
    ich wollte mich in die Feuchtenmessung- Materie irgendwie finden, drüber lesen ... es ist aber sehr! komplex. Irgend wann habe ich aufgegeben, und mein eigenes Verfahren draus gemacht. Habe auch selber , wie auch andere Sensoren ausprobiert. Verbleiben bin ich bei zwei "Nägel". Klar das Sensor muss reproduzierbar sein .... ist auch.
    Nach dem ich den Sensor in der Erde (Bei mir Ton) platziert habe, wurden gemessene Werte, immer kontinuierlich nach oben steigen. Z.B. - 350 ... 370 ... 420 ... 580 ...
    Ob es Elektrolyse oder XYZ ist, ist mir auch "Wurscht". Die Steigung erreicht nach gewiesene Zeit - ich nenne es die Sättigung. Die gemessene Werte verändern sich nur sehr, sehr langsam in der Zeit.


    Hier die Kurve


    Ob das nur Messung der Elektrolyse, oder was anderes ist - habe keine Ahnung.
    Fakt ist, ich habe eine "Konstanze" herausgefunden, die (noch nicht ganz) welcher mir ermöglicht eine Umrechnung des Elektrisches Wertes auf Prozente.
    Erreicht die "?Elektrolyse" seine Sättigung, so werden die Werte nur sehr langsam hoch steigen. Bei mir (kann man sagen Ton für Töpfe) passiert das nach ca. 2.5 min.
    Was ich gemacht habe (grob):
    1- Eine Messen- Autoerkennung.
    Wird das Sensor in den Ton eingesteckt, startet die Messung.
    2- Es wird einfach 150 sek. (2.7 sek.) gewartet - hier steigen die Werte nach oben.
    3- Nach der Zeit (150 sek.) wertet eine Funktion zwei hintereinander kommenden Werte aus.
    Meine Messungen finden einmal pro Sekunde statt.
    Ich möchte hier (in der Vergleich Funktion) weitere Konstanze herausfinden. Und zwar einfach den Fall, wo zwei hintereinander gemessene Werte gleich sind.


    var1 = messen
    sleep(1)
    var2 = messen
    if var1 == var2
    bingo - beiden Werte sind gleich
    Habe auch mit 3 Werten Probiert, lediglich mit der selben Resultaten. Also Zwei vergleiche reichen aus.


    4- Gemessenen Wert in Prozentuale- Feuchte umrechnen.
    Hier soll eine Präzise digital Wage und Backofen / Mikrowelle ausreichend sein?
    Ich habe glück gehabt, und konnte mir einen Sartorius MA 45 Feuchtenmessgerät ausleihen.


    Damit habe ich viele; -> relativgenaue Referenzmessungen gemacht.


    Sensor in den Ton - Messung (die ca. 2.7 - 2.9 min.) - angezeigt wird -> 567
    Gleichzeitig wurde selbe Ton mit dem Sartorius MA 45 gemessen - angezeigt wird -> 14,91
    ...
    Sensor in den Ton - Messung (die ca. 2.7 - 2.9 min.) - angezeigt wird -> 542
    Gleichzeitig wurde selbe Ton mit dem Sartorius MA 45 gemessen - angezeigt wird -> 14,88
    ...
    Sensor in den Ton - Messung (die ca. 2.7 - 2.9 min.) - angezeigt wird -> 524
    Gleichzeitig wurde selbe Ton mit dem Sartorius MA 45 gemessen - angezeigt wird -> 14,42


    Mit den Messungen konnte ist mir gelungen, einen Faktor meines Messverfahren herausfinden. Und zwar:
    567 /14,91 = 38,02
    510 / 13,41 = 38,03
    524 / 14,42 = 38,02
    Kamm auch auf 38,00
    Jedoch nicht hoher als 38,04 wie auch nicht niedriger als 38.
    Habe mein Faktor als Konstante im Script als 38,02 fest definiert.


    Lediglich ist die Form der Messung (Messverfahren) vermute ich, nur für mein Ton optimal konzipiert. Auf jeden Fall Funktioniert 1A.


    Das mit dem Faktor habe schon oft! bei A/D Conwertern verwendet, (klar sind die Zahlen [Faktoren] immer anders!) und es war auf jeden Fall der Messung übertragbar.


    Hofe habe Dir mit meiner - no so Gut DE - sorry - geholfen.


    Gruß
    Georg


    Ps.
    Bei einer Gleichspannung im Wasser, .... Elektrolyse .... Relativfeuchtem Medium, lösen sich die Anoden / Kathoden ... je nach Material Polung AUF!

    Sollte ich "Müll- reden" :blush: - bitte mich (?) "auf die Nuss" hauen. :huh:

  • Hallo Schorsch :) ...
    Was Du schon wieder alles fabrizierst ...


    ...
    Meine Messungen finden einmal pro Sekunde statt.
    ...


    hm ... ist das nicht ein wenig sehr schnell hintereinander. Bei den DS18B20 z.B. wäre man mit diesem Mess-Intervall afaik schon grenzwertig unterwegs (der braucht mit 12 Bit schon 750 ms zum Samplen).
    Nur mal so zur Info ...


    cu,
    -ds-

  • Ich habe mich im Frühjahr mit der Feuchtemessungsproblematik mal auseinander gesetzt und bin letzlich bei der kapazitiven Messung gelandet.


    Alles andere ist m.E. Murks, einerseits, weil die Elektroden im feuchten Erdreich verrotten und den Erdboden mit Metallionen anreichern, was den Pflanzen vermutlich nicht gut tut, andererseits weil damit keine zeitlich konstanten (und belastbaren) Messergebnisse zustande kommen.
    Lt. "doing" geht es bei ihm... vielleicht spielt auch die Bodenzusammensetzung noch eine Rolle (alkalisch/sauer/sonstiger Kram im Boden)...


    Ich habe letztlich eine Schaltung gefunden, bei der ein Oszillator auf einer recht hohen Frequenz schwingt und eines der frequenzbestimmenden Bauteile ein Kondensator ist, der im Erdreich versenkt wird.
    ELV hat so einen Bausatz für das FS20 System im Angebot (ca. 40€), in der Doku ist der Schaltplan zu finden.


    Ist mir allerdings zu teuer, da ich mehrere Messtellen benötige. Daher sinne ich auf Nachbau des Sensorteils und Auswertung mit dem RasPi/Arduino.


    Hat in dieser Richtung schon jemand mal was gemacht?


    Mfg, das Zen

  • @ds
    Danke für das Info. Habe mir das im "Forum Tipps" gespeichert.
    Wenn ich so nachdenke -> hast Du vollkommen recht.
    Ca. 3 min. Warten damit dann >schnell< gemessen wird - > :no_sad:
    Werde korrigieren
    Danke!


    ZEN ,
    Gerade in dem Bereich (Feuchtemessungsproblematik) habe mich nicht nur in das "Kapitel" vertief, aber auch vieles ausprobiert.
    Was die kapazitive Variante der Feuchtenmessung betrifft, ... es gibt schon relativ genaue Sensoren, welche die Technologie berühren. Hier keine Direkte Links, weil die Problematik AUS DEM MEDIUM (deren Feuchte gemessen sein soll) generiert wird.
    Und -> NUR DAS alleine (Art der Medium, deren Feuchte gemessen sein soll!) wird zum Problem.
    Dazu kommt bei der kapazitive Feuchtenmessung noch:


    - Aktive Sensorfläche
    - mehreren Konstanten deren Wert sehr schwer zu ermitteln ist
    - die elektrische Konstante des Materials
    ...


    Ich möchte hier nichts Falsches sagen / schreiben /beitragen, nun wir müssen auch an den Zweck der Sache Denken.


    Uni Hannover - prof. Referat über Feuchte
    ...
    oder
    Feuchten Bestimmung bei XYZ Pflanzen Züchtung?


    Bzw. bei mir (als bitte einer Ton-Designer) für optimale Feuchtenoptimierung.


    Im Net kursieren viele (semi profi Schaltpläne) Lösungen für eine kapazitive Variante der Feuchtenmessung.

    Sollte ich "Müll- reden" :blush: - bitte mich (?) "auf die Nuss" hauen. :huh:

  • Danke jar !
    Super Tip... der Sensor sieht ja echt gut aus, allerdings kann ich SMD nicht löten, jedenfalls liefen meine spärlichen Versuche bisher immer in einen Totalausfall der Platine hinaus :(


    Aber vielleicht kann ich mir das ganze auf eine etwas größere Platine umsetzen... sieht ja simpel aus...


    Mfg, das Zen


  • .... allerdings kann ich SMD nicht löten, jedenfalls liefen meine spärlichen Versuche bisher immer in einen Totalausfall der Platine hinaus :(


    lesen soll ja helfen:
    https://www.mikrocontroller.net/topic/335407#3716651


    Fred R. schrieb im Beitrag #3716651:
    > Komplett bestückte und getestete Platine (Von Hand): 8€ / Stück
    > (Platinen sind bis zu den Lötaugen vergossen und somit wasserdicht)


    ;)


    Selbstgespräch:
    lies den ganzen Thread, Preissteigerung wegen Portokosten.


    keine fertigen Platinen mehr? ich hab mal angefragt


    so schwer ist das aber nicht, angespitzter Kolben, kein Kaffee keine Kippe vorher und ab und an eine Pause einlefen, dünnes Lot hilft 0,5mm oder 0,35mm, ich nehme immer noch Bleilot! zulässig bei Medizin, Labor und anderem.

    lasst die PIs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr

    Einmal editiert, zuletzt von jar ()

  • Manno, sei doch nicht gleich so giftig :D


    Hab den ganze Thread durchgelesen + weitere Nebenthrads... und mir ist da unklar geblieben, warum da einige nach den Bauteilen und deren Bezugsquellen frugen*
    (ja, ich hab gelesen, dass man auch unbestückte Platinen bekommen kann, was die Fragen erklären würde... aber warum sollte man sich das antun, wenn der nette Mann die Teile quasi fertig liefert - Geiz??)


    Außerdem wird im Beitrag vom 15.10.15 explicite darauf hingewiesen:


    Zitat


    [font="monospace, sans-serif"]Update: Platinen sind noch genügend da.
    (Keine Bausätze oder fertige Sensoren mehr)[/font]


    Ich haben eben mal eine PN an den Autor gesendet und nachgefragt... er wird's ja wissen :lol:


    Mfg, das Zen


    [hr]
    *) niederdeutsch für "fragten" :)


  • Manno, sei doch nicht gleich so giftig :D


    habe ich doch berichtigt: mit Selbstgespräch


    ICH hatte auch nicht ALLES gelesen, daher ging das an mich selber ;)

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  • ihr habt wohl nicht wirklich gelesen xD. Oktober 2014 hat er den letzten fertigen verkauft seitdem verkauft er nurnoch die plantine zum selberlöten. hatte mir auch schon überlegt welche zu holen.

    :shy: Legastheniker :shy:


    wer fehler findet darf nachsicht haben


    Klick>Youtube Channel<Klick


  • ihr habt wohl nicht wirklich gelesen xD. .....


    guten Morgen, wir begrüssen auch dich.
    Das hatte ich schon Stunden vor dir festgestellt!

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  • Ha, hab ich doch in meinem Beitrag #12 per Link auf seine Aussage hingewiesen?
    Die Diskussion im Microcontroller-Forum erstreckt sich über mehrere Threats, da geht die Übersichtlichkeit schon mal verloren...


    Der Autor hat mir übrigends heute geantwortet, sinngemäß;


    Zitat


    ... Platinen sind noch genügend da.
    ... müssen selbst bestückt werden, darum die Materialliste im Forum
    ... Gratis Versand und die Weihnachtsaktion gilt nur für 10 Stück


    Also nun doch SMD Löterei... oder DIL Versionen nehmen und auf Lochrasterplatte aufbauen... ich meditiere noch drüber..


    Jetzt sind wir aber inzwischen aber sowas von OT .... :lol:


    Mfg, das Zen


  • Super Tip... der Sensor sieht ja echt gut aus, allerdings kann ich SMD nicht löten, jedenfalls liefen meine spärlichen Versuche bisher immer in einen Totalausfall der Platine hinaus :(


    hier gibt es 3-4 fertige:
    https://www.mikrocontroller.net/topic/335407#4389094

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  • Hi *
    Ich wärme mal den "alten" Thread wieder auf:


    Ich habe inzwischen die weiter oben beschriebenen, kapazitiven Feuchtefühler im (Test-)Einsatz.
    Die Frequenz wird mit einem ESP8266-01 per Interrupt gemessen (Flankenzähler).


    Modifiziert habe ich die Sensorkapazität durch Parallelschaltung eines Kondensators von so um die 70pF, um die Schwingfrequenz abzusenken, damit der ESP mit dem Zählen hinterher kommt.


    Ich habe jetzt folgende Feststellung gemacht:

    • Sensor frei in der Luft: ca. 44,7kHz
    • Sensor im trockenen Blumentopf: ca. 30 kHz
    • Sensor im frisch gegossenen Blumentopf: ca. 24-20kHz
    • Sensor in Wasserglas: ca. 5-6kHz


    Soweit, so gut.


    Wenn der Sensor längere Zeit im Topf ist, sollte dieser langsam austrocknen und die Frequenz ansteigen.


    Nun beobachten wir jedoch einen sonderbaren Effekt: :s
    Obwohl der Topf tatsächlich langsam trockener wird (sic!) sinkt die Frequenz langsam immer weiter ab... :huh:
    (Startwert so um die 23kHz - frisch gegossen), dann heute (nach 14 Tagren) nur noch 21kHz... der Topf ist aber nur noch so leucht feucht...)


    Ich habe den Sensor vor dem 1. Einsatz 2x mit Bootslack (PUR-Lack) gestrichen (und trocknen lassen, natürlich). :lol:
    Angeblich soll der eine niedrige Feuchteaufnahme haben, aber ich habe langsam den Verdacht, dass das nicht stimmt: Der (farblose) Lack ist an einigen Stellen etwas milchig geworden...
    Meine Vermutung ist nun, dass der Lack Wasser zieht...


    Kennt das einer von euch und kann mir eine Oberflächenbeschichtung sagen, die da geeigneter ist?
    (Glas kommt ja aus naheliegenden Gründen nicht in Frage...)
    :helpnew:
    Mfg, das Zen

  • Zusatzinfo zu VH400:


    das Ding wandert nach dem Einschalten (und 1 Stunde warten) immer weiter aus bis nach etwa einem Tag ein konstanter Wert gemessen wird. Nach Stromausfall und wieder einschalten (und 1 Stunde warten) daselbe wieder.


    Laut Auskunft von Vegetronix sollte man eine 100k Widerstand zur Ladungsableitung zwschen Ausgang und Erde legen. Habe ich aber noch nicht ausprobiert ob das nützt.


    Gruß


    Gottfried