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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik o.T. Feuchtesensor


Autor: Jan Maier (Gast)
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Hallo Leute!

Ein wenig off topic aber egal ;-)
Ich möchte eine Bewässerungsanlage für Blumenkästen bauen. Das Wasser 
kommt aus einem Vorratsbehäter mit einer mit 12V betriebenen Punpe. Ob 
bewässert werden muss oder nicht möchte ich gerne über die Feuchte der 
Erde festlegen. Ich hab gerade mal geschaut wie sich der Widerstand 
ändert. Wenn ich also in einem definierten Abstand zwei Drähte in die 
Erde stecke und mit einem Spannungsteiler die sich ändernde Spannung 
entsprechend aufbereite und verstärke, kann ich feststellen, ob die Erde 
nass genug ist oder Wasser braucht.

Aber dass eben nur an einer Stelle. Und da kommt meine Frage, da ich 
denke, dass ich nicht der einzige bin, der sowas mittels uC gebaut hat.

Hat jemand eine Idee, wie man feststellen kann, ob die gesamte Erde 
feucht ist, oder weiß jemand, wie man das in der Industie löst 
(Bewässerungsanlagen)? Oder einfach nur eure Meinung zu meinen 
Vorschlägen.

Folgendes hab ich mir überlegt.
Entweder man nimmt mehrere Sensoren und sagt, erst wenn keiner mehr nass 
anzeigt, wird gegossen,
Oder man nimmt einen Draht auf der einen Seite und einen auf der anderen 
Seite des Blumenkastens und verstärkt eben das Signal entsprechend.

Danke für eure Hilfe!
mfg Jan

Autor: Günter König (Gast)
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Hallo Jan,

interessantes Thema. Ich hätte da mal einen Gedanken in Anlehnung an 
Standardfeuchtesensoren:

Nimm zwei Metallplatten und montiere sie an den beiden Enden außen am 
Blumenkasten sodas im Prinzip ein Kondensator entsteht. An den Platten 
zwei Drähte montieren und mit dem so entstandenen "Kondensator" eine 
Schwingschaltung aufbauen (astabiler Multivibrator mit 4047 o.ä). Jetzt 
mal die erzeugten Frequenzen messen bei trockener und feuchter Erde.

Mit der Größe der Platten musst du wohl ein bisschen experimentieren.

Mit dieser Frequenzinformation kannst du dann ein Monoflop ansteuern das 
dir Impulse definierter Länge gibt. Dann auf einen Integrator und du 
hast eine der Feuchte entsprechende Gleichspannung --> A/D Wandler µC.

Oder du misst gleich die Frequenz mit einem µC.


Das so auf die Schnelle meine Gedanken........


Günter

Autor: Alf Jäger (Gast)
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> hab gerade mal geschaut wie sich der Widerstand ändert. Wenn ich also in einem 
definierten Abstand zwei Drähte in die Erde stecke und mit einem Spannungsteiler 
die sich ändernde Spannung entsprechend aufbereite und verstärke,

Hi,

das funktioniert nicht lange: die Drähte werden galvanisch zerlegt und 
deine Pflanzen sterben an Metallvergiftung.
Du mußt auf jeden Fall den Sensor mit Wechselspannung versorgen und 
damit dann den Strom messen.
"Kalibrieren" wird wohl nicht gehen, da der Abstand, die Tiefe und die 
Bodenzusammensetzung ein große Rolle spielen.

Gruß, ALF

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Hallo Herr Maier,
Ihre Idee mit den Drähten ist schon in Ordnung aber Alf hat schon darauf 
hingewiesen, daß Sie nicht einen Dauergleichstrom verwenden dürfen. 
Pulsgleichspannungen über einen Kondensator ausgekoppelt dürften 
ausreichen und die versilberten Kupferdrähte werden das sicher eine 
ganze Weile mitmachen.
Zum Messen würde ich folgendermaßen vorgehen: Einen Sensor nahe an die 
Wasserversorgung legen und 2 (oder mehr) weitere in entsprechenden 
Abständen vom Wasserzulauf entfernt. So entsteht ein "Gradient" in 
Abhängigkeit vom Einfüllort und Sie können das Austrocknen relativ 
einfach überwachen. Eine Kalibrierung ( im wörtlichen Sinn) ist 
allerdings nicht möglich aber eine Aussage über die Sensitivität ist 
wohl grob möglich.

MfG  Manfred Glahe

Autor: Ralf (Gast)
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Hallo,

habe hier vor kurzem etwas über Sensoren zur Messung der relativen 
Luftfeuchte gelesen. Die Firma hieß Sensirion und bietet auch freie 
Muster ihrer Sensoren an. Vielleicht ließe sich damit feststellen, wann 
noch Wasser verdunstet und somit die Erde noch feucht ist. Wenn man dann 
einen Abfall in der relativen Luftfeuche feststellt könnte man dann ja 
die Pflanzen gießen. Der Vorteil wäre evtl., dass das ganze Verfahren 
digital ist und zudem kann man mit diesen Sensoren auch die Temperatur 
erfassen, was vielleicht auch im zusammenhang mit Pflanzen ganz 
interessant ist. Den Sensor könnte man evtl. in nächster Nähe zur Erde 
anbringen. Ist nätürlich keine so preiswerte Lösung im Vergleich zur 
Drahtlösung.

Viele Grüße,

Ralf

Autor: marco (Gast)
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Der Sensor: SHT11
Die Homepage: www.sensirion.com

Hab mir auch schon so´n Teil bestellt und bin gerade dabei die 
Ansteuerung zu implementieren.

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Halo Ralf,
bei der Methode würde aber jede Luftbewegung im Raum die Messung 
beeinflussen (wenn man damit überhaupt die Erdfeuchte messen kann).

MfG  Manfred Glahe

Autor: Günter König (Gast)
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Hi Manfred,

wie sieht das denn aus mit meinen Gedankengängen? Wäre das realisierbar 
mit der kapazitiven Messung?

Gruß,
Günter

Autor: Manfred Glahe (Gast)
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Hallo Günter,
grundsätzlich ist das natürlich möglich. Allerdings ist der zu 
erreichende Kapazitätsunterschied zur parasitären Umgebungskapazität 
wohl eher gering ( Signal Rauschabstand) und das würde eine sehr 
ungenaue messung werden.
Feuchtemessung im Boden mit den dort vorkommenden Mineralien ist äußerst 
schwierig (mit der Betonung auf Messen).
Die von mir vorgeschlagene Relativmessung sollte aber machbar sein.

MfG  Manfred Glahe

Autor: Werner (Gast)
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Warum nimmst Du nicht einfach einen Blumenkasten mit 
Wasservorratsbehälter drunter und überprüfst ob noch Wasser vorhanden 
ist. Ich setze diese Kästen schon seit nen paar Jahren ein und bin gut 
zufrieden. Wenn Füllstandsanzeiger unten 1 Kanne Wasser rein und wieder 
ne Woche Ruhe.
mfg
   Werner

Autor: Jan Maier (Gast)
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Hallo, danke für die vielen Antworten.

@Werner:
Wir haben zu Hause schon Kästen, bei denen das nicht möglich ist. 
Deshalb möchte ich das mit Feuchtesensoren realisieren.

@Günter:
Ich werd das mal probieren - bei der nächsten Bauteilbestellung, lass 
ich die Teile mal mitkommen. Dann werd ich das ausprobieren, obs 
funktioniert ...

@Manfred:
Ich hatte vor an die Pumpe einen Schlauch anzuschließen, der am Ende 
geschlossen ist und viele Löcher hat - dieser wird dann in 
Schlagenlinien durch den Blumentopf gezogen. Damit kann ich eine relativ 
gleichmäßige Wässerung garantieren. Also ich würde jetzt einfach mal 4 
'Sensoren' bauen und diese gepulst ansteuern und sobald die Mehrheit 
sagt, dass es zu trocken ist, werd ich wieder wässern.

Wenn das alles funktioniert möchte ich noch einen Temperatursensor und 
eine RTC einbauen und die bewässerunsgvorgänge dann auch dmit noch 
steuern (dass beispielsweise nachts nicht gegossen wird).

mfg Jan

Autor: Ripper (Gast)
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zum thema "wie wird das in der industrie gemacht":

da kümmert man sich üblicherweise nicht wie feucht die erde ist. 
pflanzen mögen es nicht wenn die feuchtigkeit immer gleich bleibt. ist 
die erde feucht genug dass der wasserbedarf gedeckt ist dann können die 
wurzeln nicht atmen und andersrum. pflanzen wollen regelmässig komplett 
gewässert werden und auch wieder komplett abtrocknen. (wie bei 
regenschauern und anschliessender trockenheit). daher wird in der 
industrie meist lockerer boden genommen (erde + granulat) und die 
pflanzen-paletten in eine wanne gestellt. einmal täglich wird die wanne 
gewässert und nach 'ner viertelstunde wieder abgepumpt. das wasser kommt 
nicht in den ausguss sondern wird in einem vorratsbehälter behalten, 
weil sonst die nährstoffe ausgespült würden wenn man immer frisches 
wasser nähme.

Autor: Andreas Schmitt (Gast)
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Hallo,

@marco: hast du den SHT11 schon bekommen, bzw. wie lange hatte es
gedauert, bis ein Muster bei dir ankam ?

Gruß Andy

Autor: Karlheinz Reiher (Gast)
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Hallo Jan,
eine  kapazitive- auf der Leitfähigkeit beruhende Messung halte ich für
ungeeignet. Beste Erfahrungen haben wir mit der Messung der Saugkraft
des Bodens gemacht. Prinzip: Die Erde befindet sich in einem von der
Wassermenge abhängigem Quellungszustand, wobei das Wasser mit den
Tonmineralien eine Art Gelzustand bildet. Bei Trocknung entquillt der
Boden und über die kapillären Spalten wird eine Saugkraft erzeugt, die
über eine unglasierte und damit offenporige Tonzelle gemessen wird. In
der Tonzelle befindet sich Wasser, das vom Boden angesaugt wird. Der
entstehende Unterdruck wird mit einem Sensor gemessen. Seit einiger
Zeit gibt es von Gardena ein witterungsstabiles Gerät, das bei uns
schon einige Jahre gut gearbeitet hat.
Wir verwenden diesen Saugkraftsensor in Verbindung eines uC-Steuerung,
die von einer DCF-Uhr gesteuert tageszeitabhängig den Sensor abfragt
und dann in 1 Minutenintervallen unmittelbar am Sensor tropfbewässert.
Danach erfolgt jeweils eine Pause, um das Einsickern des Wassers
einzubeziehen. Wenn der Sensor den Ausgleich des Unterdrucks meldet,
wird diese Testbewässerungszeit, die ein Maß für den Wasserbedarf des
Bodens ist, als Vorgabe für die Bewässerungszeiten der einzelnen
Pflanzbereiche genommen.
Dies muß natürlich nicht so aufwendig gemacht werden. Man kann durchaus
mit dem Sensor direkt die Bewässerung ein und ausschalten. Er arbeitet
mit einem Mikroschalter, der kleinere Lasten im Niedervoltbereich
direkt schalten kann.

frdl. Grüße Karlheinz

Autor: Mario II (Gast)
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Hallo Jan

Wie stehts um dein Bewaesserungsprojekt?
Gibts Erfolge zu verzeichnen?

Gruss Mario

Autor: Dieter Wagner (Gast)
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Guten Tag allerseits!
Karlheinz hat es auf den Punkt gebracht. Im Gartenbau wird seit sehr
langer Zeit mit Tensiostaten die Bewässerung auch im Erwerbsgartenbau
erfolgreich gesteuert. Häufig ist - wie oben schon geschrieben -  eine
Zeitverzögerung eingebaut, um die Steuerung noch genauer zu machen.
Habe vor Jahren eine Gardena-Tropfbewässerung auf einem Dachgarten auf
Doppelgarage installiert, die mit dem Feuchtesensor gesteuert wird.
Einstellung: Abfrage alle 8 Stunden; funktioniuert bestens!
Jetzt habe ich bei eigenen Töpfen unterschiedlichster Größe das System
Tropfblumat installiert. Babei bekommt jeder Topf den Tensiostat ( also
die Tonzelle welche die Saugspannung misst), so dass jeder Topf
individuell gesteuert wird. Eine Feinjustierung ist nachträglich
möglich. Es klappt gut. Tropfblumat ist im Internet zu finden.
Gruß von Dieter Wagner

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