Erdfeuchte - Bewässerung

Nein der Beitrag vom ycontroller Forum ist nicht von mir. Den hatte ich gesehen und mir gedacht, daß der Sensor genauso aussieht wie einer von mir.
So ne riesige 18650 Zelle ist aber gar nicht nötig, ich nehme eine 1/2 AA LiFepo Zelle mit 3.3V und ca 200mAh. Man muß ja nicht jede Minute messen, selbst alle 2-4h würde ja reichen. Natürlich in der Testphase will man mehr Punkte, das ist klar.
Einen sehr interessanten Chip von Linear habe ich im Moment beim Wickel LTC3105, ein sogenannter harvesting chip der mir im Moment LiPo Zellen auflädt.
http://www.linear.com/product/LTC3105
Morgen mache ich mal ein Bild und sende mehr Info dazu.

Das komische ist, das die Frequenzwerte mit der Temperatur schön mitschwanken.
Meine Idee:
Wie misst du die Frequenz?
Kann es sein, das der Quarz vom ESP mit der Temepratur "verzogen" wird?
Dann könnte die Frequnzmessung "in die Hose gehen".
Spray mal mit einem Kältespray auf den ESP, oder heize ihn mal mit einem Föhn auf.

Vielleicht erklährt dass das Phänomän, das der Giesomatfühler zum Temperaturfühler wird

NetRap:
Der Verdacht liegt nahe und ich vermute das auch. :thumbs1:
Der Temperaturfühler und der ESP liegen zwar ca. 1m Luftlinie auseinander, aber letztlich ändert sich die Raumtemperatur und mit hoher Wahrscheinlichkeit auch die Schwingfrequenz des Quarzes, der letztlich die Zeitbasis darstellt.

Die Frequenz wird ermittelt, indem an einer GPIO für 0,1sec. die Anzahl der ansteigenden Flanken gezählt werden, das 10x und dann der median ermittelt (der Code steht im github-Repo).
Somit steht und fällt die ermittelte Frequenz mit der Genauigkeit, wie lang "0,1sec" ist.

Auf der anderen Seite sind die Schwankungen sehr gering:

17,7°C  => 53,0kHz
20,6°C  => 53,9kHz


 53,9 - 53
----------- = 0,31 (kHz/°C)
20,6 -17,7

delta (f) ca. +0,6% / K

Aussehen "tut" das so dramatisch, weil Grafana bei der Darstellung des Diagramms (automatisch) die y-Skalierung entsprechend der anzuzeigenden Werte "best fit" anpasst.
(ich könnte das in eine festen y-Range (z.B. ymin = 50kHz, ymax = 80kHz) pressen, dann sieht man das kaum noch).

Naja.
Wenn die Frequenz des ESP8266 temperaturabhängig ist, dann kann man doch was machen.
Kenne mich mit den ESP8266 nicht so aus, aber das Ding hat sicher einen internen
Temperatursensor,eine interne Referenzspannungsquelle, oder einen Watchdog.

Alle drei sind damit auch Temperaturabhängig und aus ihnen kann man einen
Korrekturwert bilden !!!

PS: Die Schaltung mit dem kapazitiven Sensor kann auch temperaturunabhängiger gemacht werden.
Laut dem uC.net Forum: https://www.mikrocontroller.net/topic/418193#4888035
Wurde auf diesen Beitrag verwiesen: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P…17/#!po=65.9091

Naja... mal ehrlich:
Wegen 0,6% / K mach ich da keine extra Kompensation... nicht in diesem Fall... die Kompensation meiner Waage ist da zunächst wichtiger, da fällt es wirklich auf.

Ich habe die Frequenzanzeige bei dem Benjamin-Topf mal "festgeklemmt" auf 50-80kHz - da sieht man die temp.-abhängige Schwankung kaum noch.

Wobei eine Bodentemperaturaufnahme sicherlich auch (vor allem für Balkonpflanzen) von Interesse ist (meine stehen im Sommer prall in der Sonne...)

Wenn da etwas temperaturabhängig ist, dann ist der ESP das am wenigsten betroffene Bauteil. Da ist ein ganz normaler SMD Quarz drin, und diese ändern bei 20Kelvin mehr oder weniger ihre Frequenz um ein paar Hz bei 10MHz, aber nicht in Größenordnungen von mehreren % wie wir das bei den Sensoren sehen.
Das gilt auch für alle anderen nach 1920 gebauten quarzgesteuerten Geräte.
Hoffentlich regnet es morgen, dann stelle ich Euch die energy harvesting chips von Linear vor, bin leider nicht dazu gekommen ein Bild zu machen.

Hier kommen 2 Bilder von dem energy harvesting chip den ich im Moment teste. Der ganze Aufbau ist viel größer als er sein müßte.
Es werden nur ein paar Widerstände, 3 Kondensatoren und eine Spule benötigt. Eingangsspannung kann von 0.3V bis 5V sein, und Ausgangsspannung per Widerstand eingestellt bis 5V. Man kann also eine 0.5V Solarzelle dranhängen und damit eine 3.7V Lipo Zelle laden.
Das Ganze funktioniert auch bei sehr wenig Licht. Dazu lädt der chip einen Kondensator auf, und wenn der voll ist, wird das dann in die Batterie geschaltet.
Die größte Schwierigkeit ist das Löten des 3x5mm chips mit Anschlüssen die 0.2mm Abstand haben und 0.4mm Breite.

Zentris: Kann das sein, dass du dich mit dem Datum in deinem Grafana verhaut hast (Fingerprobe ...) ?

Ähm, jupp! (oh oh...)

War wohl schon etwas durch den Wind...

Wird sofort korrigiert! Danke für den Hinweis !!!
Automatisch zusammengefügt:
btw: (Zwischenfazit)

Der Polyurethan-beschichtete Sensor zeigt nun langsam an, dass es trockener wird:
Ich hatte beim letzten Giesszeitpunkt gegossen, obwohl der Topf noch feucht war, nur um den Hub (bzw. das "falling down") des Sensors zu sehen.

Deswegen auch der "Fingertest": Meine bessere Hälfte hat da prüfend Hand angelegt, um größere Vegetationsschäden zu vermeiden.

Interessant auch:
Als der "Trockenwert" lt. Gewicht (822g) erreicht wurde, war der Sensor noch nicht wieder (und ist es immer noch nicht) auf dem ursprünglichen Wert, den er zum Giesszeitpunkt hatte...
Ich denke, das liegt an der " Einschwemmung", die ich mal erwähnt habe: Nach dem 1./2. Giessen kommt die Erde dichter an den Sensor (umschließt ihn besser), so dass mehr Erdmaterial von der Messung erfasst wird.

Der dünne blaue, waagerechte Strich bei 1,2kHz wäre die Giesssignalisierung: Wenn dieser Wert erreicht wird, sollte gegossen werden (wenn man das automatisiert).
Ich habe diese Levelmarkierung händisch gesetzt (keine Elektronik dahinter)... werde heute Abend mal ca. 100ml Wasser einfüllen.

Ansonsten: Der Polyurethan-Sensor verhält sich von den Werten an sich erstmal gut (abgesehen von dem durch den Teiler von 16:1 recht geringem Hub und der recht auffälligen Abhängigkeit der Umgebungstemperatur).

Zentris

könntest du unter Umständen vielleicht dein Board-Layout für den Dipol Sensor irgendwie hochladen, sodass ich mir das Board bestellen kann? Wenn nicht, dann mach ich das Layout selber, ABER:
Wofür ist der Kondensator oben rechts, der nicht im Schaltplan zu sein scheint...(https://raw.githubusercontent.com/Zentris/erdfeu…ia/IMG_0575.JPG) (oder ist der Schaltplan nur ein Auszug aus dem Standart-GoM?)

Ich habe noch eine Platine da, die ich dir schicken kann (Adr. per PM):

Der Kondensator dient als Blockkondensator für den IC, hab ich auf Anraten von neueinsteiger reingenommen.
Hat 22nF und idt schon drauf, ebenso wie der IC. Bestückt werden muss nur noch das Poti (oder ein Festwiderstand zw. 100k - 330k)
Automatisch zusammengefügt:
PS:
Auf dem von dir verlinktem Bild ist der Widerstand noch nicht bestückt, aktuell hab ich einen Festwiderstand drin...

Moin zusammen,

zu erst einmal meinen großen Respekt und Dank an alle Beteiligten die sich da wirklich richtig reinhängen. Bin gerade einmal durch die letzten 8 Seiten durch und werd selber schon richtig feucht nur vom lesen...

Ich bin auf meiner Suche nach Bodenfeuchte-Sensoren auf euch gestoßen, da am Wochenende unser neues Gewächshaus kommt was natürlich voll automatisiert werden soll. Bewässerung ist da ein Kernpunkt, genau wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Aktoren sollen in erster Linie Pumpen, Fensterkolben, später evtl. LED's und Heizung werden. Hinsichtlich der Bewässerung bin ich ebenfalls lediglich auf der Suche nach nem "richtigen" Schaltpunkt für die Bewässerungspumpe, wobei ein "Halten" einer gewissen Bodenfeuchte sicherlich auch nicht schlecht wäre (Tomaten, Gurken, Paprika etc.).

Darf ich die bisherige Quintessenz so auffassen, dass es momentan keine nachweislich bessere Alternative zum Gieß-o-Mat gibt, es aber noch kein erprobtes Mittel zur Versiegelung der Kontakte gibt? Ich würde mich natürlich liebend gern bereit erklären den ein oder anderen Sensor "in the wild" im Gewächshaus zu testen.

Die Hardware ist teilweise zwar noch im Warenkorb, da hier und da noch was fehlt, aber ob digital oder analog mit meiner Raspberry Arduino Kombination sollte ich alles angesteuert kriegen. ESP8266 liegen auch noch beim Zoll, ich bin mal gespannt wie die sich so machen. Ein Rätsel ist mir bei denen auch noch die konstante Stromversorgung im Feuchtraum.

Ich freu mich auf eine Menge Bastelei, die hoffentlich auch für euch ein paar interessante Ergebnisse hervorbringt

Willkommen im Forum!

Respekt vor deiner Lesebereitschaft (!): Viele ehemalige Akteure (und solche, die es werden wollten) sind inzwischen nicht mehr aktiv...

Quote from Atomius

Darf ich die bisherige Quintessenz so auffassen, dass es momentan keine nachweislich bessere Alternative zum Gieß-o-Mat gibt, es aber noch kein erprobtes Mittel zur Versiegelung der Kontakte gibt? Ich würde mich natürlich liebend gern bereit erklären den ein oder anderen Sensor "in the wild" im Gewächshaus zu testen.

Nun ja, es gibt schon "bessere" Alternativen, diese haben allerdings den Nachteil des recht hohen Preises und dass sie meist für den Industriellen Einsatz bestimmt sind - und somit für den Privatanwender schlecht zu beschaffen.

Es wurden auch schon Vorschläge gemacht, die Saugspannung mittels Keramikkegel in der Erde zu messen - ich habe da schon zu Stellung bezogen: Für das bei uns vorherrschende "harte" Wasser sehe ich dabei über kurz oder lang bei diesen Keramikkegel die Gefahr des Verstopfens mit Kalk...
Auf der anderen Seite könnte man das ja mal aufbauen... - ich schaff das derzeit rein zeitmäßig nicht...

So hat sich der kapazitive Sensor (bei mir) als eine mögliche (preiswerte) Lösung herauskristalisiert...
Wenn sie gehen, liegen die Materialkosten bei < 10 € / Stück wenn man mehr als einen aufbaut: Die größten Kostenfaktoren sind (bei mir) die Platinen(fertigung) und die Beschichtung, der Rest (Bauteile) ist übersichtlich...

Aktuell kristallisieren sich 2/3 Beschichtungen heraus:

• Schrumpfschlauch (Problem ist die absolut wasserdichte Anbringung - vor allem unten)
• Einbringen des Sensors in Glas (entweder Einschmelzen der Elektroden - das hab ich noch nicht hinbekommen oder ein"tüten" in ein Glasrohr (z.B. ein Reagenzglas). Dabei hat sich die Elektrodenanordnung des Giess-o-mat als nicht optimal herausgestellt, weil der Abstand zw. den Elektroden und der Erde rech groß ist. Besser reagiert (mit Randbedingungen) hat mein "Dipol-Sensor).
• Polyurethan macht in den aktuelle Tests bisher keine schlechte Figur. Bleibt der Langzeittest abzuwarten...
• --
• Potentiell auch geeignet ist Teflon, jedoch sehr schwer aufzubringen
• Potentiell auch geeignet ist Polyethylen-Folie, schwierige Verarbeitung bzw. da hab ich kein Händchen für
• Epoxid-Harz (kein Polyesterharz (!)) ist noch ein Kandidat... aktuell relativ ungetestet.
  

Quote from Atomius

Die Hardware ist teilweise zwar noch im Warenkorb, da hier und da noch was fehlt, aber ob digital oder analog mit meiner Raspberry Arduino Kombination sollte ich alles angesteuert kriegen. ESP8266 liegen auch noch beim Zoll, ich bin mal gespannt wie die sich so machen. Ein Rätsel ist mir bei denen auch noch die konstante Stromversorgung im Feuchtraum.

Die Stromversorgung im "nassen" Gewächshaus sollte eigentlich unkritisch sein, wenn man alles 101% abdichtet

Die ESP sind sehr gute Teile (3,3V), lediglich die Stromversorgung(s)-Spitzen mit bis zu 350mA sind etwas lästig.
Vor ein paar Tagen habe ich einen Vorschlag gelesen, den ESP + lowCurrent StepUp-Wandler mit einer LiFe-Zelle (als Puffer) aus einer kleinen Solarzelle zu versorgen: Wenn der ESP nur alle paar Minuten aufwacht, sollte das recht gut funktionieren... - ich beobachte diesen Test zur Zeit mit starkem Interesse...

Nun denn... schau mal wieder rein :thumbs1:

Ich stimme Zentris voll zu, die Stromversorgung ist das kleinste Problem. Im Moment teste ich 2 Sensoren im Schrumpfschlauch mit PE Folie. Seit gestern abend, hat einer davon eine kleine Solarzelle mit harvesting chip und LiFepo Akku.
Größere Probleme bereiten mir die Schwankungen der Meßwerte, langfristige Einbrüche über mehrere Stunden, die voraussichtlich Temperaturschwankungen sind, und sich erst nach 2-3 Tagen ordentlich darstellen lassen.
Somit dauert jeder Test mindestens eine Woche bevor man Schlüsse ziehen kann.
In der Theorie und auf dem Schreibtisch funktionieren die Sensoren hervorragend. Sobald sie in der Erde stecken, kommen jede Menge Unbekannte Größen dazu.
Respekt vor Zentris' Grafana Aufbau. Ich konnte mich noch nicht dazu durchringen mich mit den komischen Databases zu befassen die Grafana will. Ein plugin für tsv Dateien habe ich versucht zu installieren, funzt aber bei mir nicht.

Aktualisierung

Frisch gegossen kurz vor 22 Uhr

Daneben hab ich gleich Pflanzenpflege betrieben (alte Blätter entfernt (Gewichtsreduktion!)) und verwende jetzt einen anderen Untersetzer (Glas).
Aus diesem Grund hat sich das "Grundgewicht" etwas reduziert... ist in den Kurven zu sehen...

Fazit der bisherigen Messung:

• Der mit Polyurethan beschichtete Giess-o-mat - Sensor funktioniert, die Beschichtung ist aktuell "diffusionsfest"
  -
• Der Test läuft natürlich noch weiter, schließlich ist das Langzeitverhalten entscheidend...

(Meine) Einschätzung der Sensorbauart:

• :thumbs1: Die Sensoren diesem mit kapazitivem Messverfahren in der Bauform des Giess-o-maten eignen sich prinzipiell für die Erdfeuchteüberwachung.
  -
• =( Die Sensoren eignen sich nicht für die Ermittlung der relativen Erdfeuchte:
  
  
  • Der Sensor / der verwendete Messaufbau zeigt eine Temperaturabhängigkeit im Bereich von ca. +1%/K, welcher kompensiert werden müßte (lösbares Problem)
  • Der Sensor zeigt über lange Zeit auch bei stark abnehmender Erdfeuchte kaum eine Reaktion im Frequenzbereich: Erst wenn der Erdboden schon fortgeschritten abgetrocknet ist (aber noch nicht zu trocken) beginnt die Frequenz (auswertbar) anzusteigen.
    -
• Der verbaute Frequenzteiler (16:1) reduziert den auswertbaren Frequenzhub deutlich. Das stört zwar grundsätzlich nicht, da jeder Sensor einzeln am jeweiligen Standort eingemessen werden muss, reduziert jedoch die "Feinfühligkeit" der Messung
  Die reduzierte Frequenz (1kHz +-300Hz) scheint geeignet, den Sensor auch mit einem RasPi auszulesen (GPIO-Interupt auf eine Flanke zählen)
  (nicht untersucht, vielleicht findet sich ein Kandidat, der mal sowas ausprobiert )

Grüße, das Zen

Hallo Zentris,

Ja, der Sensor mit der Urethan 71 Beschichtung sieht gut aus
Habe mal den augearbeiteten Trend angehangen.
Sieht eigentlich ganz auswertbar aus. (Rote Linie)

Der Frequenzteiler wurde dafür entwickelt, dass der Sensor danach mit verschiedenen Pegeln an den verschiedensten Plattformen betrieben werden kann.
Ja. Auch auf dem Raspberry.

Für dieses Resultat schmeiss ich eine Runde

Folgenden Gutscheincode in meinem Onlineshop eingeben und bis Ende Februar 10% AUF ALLES erhaschen.
Gutscheincode: zentris

Natürlich wieder auf: http://www.ramser-elektro.at/shop/

Noch eine Bitte: Wir stellen gerade den Shop um.
Sollte ein Problem auftreten, bitte meldet euch bei mir :thumbs1:

Na das ist mal ne Ansage, dann werd ich direkt mal n paar Bausätze ordern. Wo kriegt man den Lack am besten her?
Gibts es ne maximale Länge bei den Kabeln vom Sensor zum Mikrocontroller oder sollten diese noch geschirmt werden?

Den Lack gibt es z.B. in der Elektronik-Apotheke (aka Conr** oder auch Reiche**), große preisliche Unterschiede (ca. 16-17€/Spray) zu anderen Anbietern habe ich nicht ausmachen können, sofern man einen der Läden direkt vor der Tür hat und nicht auf Versand angewiesen ist.

200ml: https://www.reichelt.de/Sprays-fuer-Be…74&ARTICLE=9513
400ml: https://www.conrad.de/de/schutzlack-…-ml-886409.html

Die Verbindung zw. dem Sensor und der Elektronik sollte unkritisch sein: Ich habe geschirmte/ungeschirmte Kabel von ca. 1,3m Länge dazwischen, andere haben die ESP's direkt an den Sensor "geknüppert"...
Ich halte jedoch meine Variante für kritisch und evtl. nicht völlig rückwirkungsfrei: Zwar sollte der 3. Schmitt-Trigger als "Leitungstreiber" (+ Längswiderstand) arbeiten, es wurde jedoch anderswo schon eine Rückwirkung beobachtet.

Die sauberste Methode ist also, den ESP/Raspi/Arduino so nahe wie möglich an den Sensor zu bringen.

Noch ein kurzer Nachtrag zu der Temperaturempfindlichkeit der Sensoren:

Ich habe testweise den ESP8266 mit einem "Hütchen" aus Styropor versehen, um den Einfluss der Umgebungstemperatur auf den Chip (Quarz) zu reduzieren (seit dem 12.02.17 ca. 22 Uhr) - wir hatten ja den Verdacht, dass der Quarz auf dem ESP als Basis der Zeitmessung durch Temperatureinfluss seine Frequenz merkbar ändert:

Das Ergebnis: keine Änderung bzgl. der Temperaturabhängigkeit der Messungen.

Morgen (heute) mach ich mit meinem Heissluftlötgerät (mit 80°C) mal den Schmitt-Trigger-Chip auf dem Giess-o-maten warm...:
Ich vermute nun inzwischen, dass sich die Schaltschwelle der Schmitt-Trigger temperaturabhängig etwas verschiebt, so dass sich das Lade/Entladeverhalten geringfügig verschiebt und damit die entstehende Frequenz.

... nur, falls es jemanden interessiert

Quote from Zentris

... nur, falls es jemanden interessiert

Und wie

Die Daten sprechen ja klar für eine Temperaturabhängigkeit.