Sensoren für Bodenfeuchte

Wir schauen uns gerade an, wie man die Bodenfeuchte mit DIY-Mitteln messen kann.

Eine gute erste Übersicht von Andreas Spiess:
Why most Arduino Soil Moisture Sensors suck (incl. solution)

Siehe auch “how to get “percent” moisture from the raw values”:

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Gibt es zur Messung von Bodenfeuchtigkeit in unterschiedlichen Tiefen ähnliche Konzepte / Überlegungen wie unter Autonome Zelle #3: Bodentemperaturen mit CubeCell, DS18B20, Solar & LoRa

Die momentan verkauften Sensoren schauen ja so aus als ob sie gut auf der Fensterbank genutzt werden können, die freiliegende Elektronik ist für den Ausseneinsatz wenig geeignet und eingraben würde ich sie so auch nicht:

2021-03-06 13_43_20-Capacitive Soil Moisture Sensor Module with Cable - SOILMOISWCABLE - SeaMonkey

Hi Clemens,

schau doch mal auf den kanonischen Seiten wie z.B. Soil moisture sensor - Wikipedia und Tensiometer (soil science) - Wikipedia sowie den Folgelinks, um zu sehen, wie es in der Landwirtschaft gemacht wird.

Da findste bestimmt Geräte, die länger leben als die bloßen Sensoren zum Basteln. Edaphic Scientific Pty Ltd aus Australien hat ein gutes Kompendium – natürlich mit ihren eigenen Produkten.

Zum Beispiel:

Oder hier etwas von Delta-T Devices aus UK, vertrieben von der UP GmbH.

[edit] Ein “professioneller” Erdfeuchte-Sensor von PlantCare, der Daten per LoRaWan verschickt:

[edit2] Ebenfalls preislich im oberen Segment angesiedelt der wash and go- LoRaWAN soil moisture and temperature sensor von SenseCAP:

Vielleicht eher im Spektrum – der Dragino LSE01 LoRaWAN Soil Moisture & EC Sensor [1]:

Viele Grüße,
Andreas.


  1. Vertrieben z.B. von:

    ↩︎

Hier gibts sowas, noch ein wenig mehr im DIY-Sektor, aber wenigstens mit rostfreien Fühlern (corrosion-resistant alloy probe). Achtung Link geht zu Amazon. Vielleicht lässt sich sowas ja auch anderswo auftreiben.

icstation-moisture-probe-81SaGn76xgL.pdf (358.5 KB)

Danke @Andreas für den Hinweis! Leider scheint das Versprechen “corrosion-resistant” nicht ganz zu stimmen. In einigen Produkt reviews wird schon Rost noch wenigen Tagen gesichtet. Was ich mich gerade frage, Edelstahl ginge für so was nicht?

Genau dieser Sensor wir auch schon oben im Video von Andreas Spiess als nicht so geeignet erwähnt. Problem ist das Funktionsprinzip bei dem wohl Elektrolyse statt findet und damit die Elektroden korrodieren. Nun ist der Test von Andreas Spiess:etwas heftig, weil er die Sensoren in Wasser statt in Erde testet, im long run wird es vermutlich aufs gleiche raus laufen. Daher empfiehlt er ja die kapazitiven.

Von den kapazitiven habe ich bisher nur die mit der Elektronik gleich auf dem PCB am oberen Ende gefunden. Könnte man die so schützen, dass man sie eingraben kann? Silikon, irgendein Lack, Epoxi. Andreas Spiess empfiehlt die Schnittkanten des PCB mit so Plasik"farbe" gegen Feuchte zu schützen, Taugt das auch für Elektronik?

Danke für die Links zu den professionellen Sensoren. Was mir da aufgefallen ist, dass die teilweise ebenfalls die “schlechte” von Spiess kritisierte Technologie verwenden.

Ich hab noch so einen rumliegen, der mal verbaut werden will. Andererseits gäbe es grad Bitumen-Pampe und -Band, Buntlack, Brantho-Korrux, Holzschutzlasur/-creme und Heißkleber im Angebot. Gibts Favouriten? ;) Bei Heißkleber würd ich Kapillareffekte befürchten.

Leider liefert der Sensor nur ein analoges Signal, da wünsch mich mir eigentlich noch nen ADC aufm Brett und nen I²C oder OneWire-Bus hinten raus. Dit Kabel mitm Analogsignal drauf jetz auf 50cm zu verbuddeln und denn nochmal >20cm in die Luft/Sonne zu hängen … fänd ich jetz nicht so seriös.

Das ist ja auch einer von diesen resistiven, die korrodieren können und keiner von den kapazitiven, die wenigstens keinen direkten Kontakt mit Wasser erfordern. Also ist das nix.

Klar. Verstanden. Ich hätte mir das Video ansehen sollen ;].

Erstaunlich!?

Schade! Was ist mit dem Gerät von Dragino? Ich habe leider nirgends eine Typenbezeichnung des Sensors finden können.

Das wäre wirklich sinnvoll.

Hierzu gibt es noch einen Nachfolgeartikel, Tutorial: Waterproofing your Capacitive Moisture Sensors - SwitchDoc Labs Blog.

Und noch ein paar Vorschläge für 3D-gedruckte Varianten, um der Elektronik eine Haube zu verpassen:

Bei letzterem wird auch auf eine Firmware verwiesen, die ein paar nette Features hat, z.B. tracks the days since the soil was “wet”.

Sensor für Außeneisatz pimpen

Hab dazu noch was gefunden, hier verwenden sie Silikon für unseren Sensor:

Spiess zeigt im Video für die Ränder der PCB das hier:

Performix Plasti Dip, Sprüh-/Dipfolie und
Electrolube TRV, Isolierlack.

[edit] und beim Link unten von @Andreas (thecavepearlproject) wird die Elektronik (und Platinen-Kanten) mit Schrumpfschlauch und Epoxy gesichert:

Hier wird ein 3-D-gedrucktes Gehäuse mit Epoxy ausgegossen:

Während andere nur die Schnittkanten mit Lack u.ä. schützen wird auf https://www.tindie.com/products/miceuz/i2c-soil-moisture-sensor/ im Abschnitt Waterproofing der komplette Sensor versiegelt:

You must add an additional protection to the whole sensor after soldering cable to it! Some suggestions on making the sensor more robust after attaching the cable:

  • Polyester or epoxy resin - this method is the most bullet proof as the resin is totally resistant to the water. On the par side, note that sensitivity of the sensor will decrease depending on how thick the layer you are going to apply. Also applying the resin in uniform manner presents some challenge.
  • PlastiDip - some of my customers have tried this method - easy to apply by spraying and not a lot of loss of sensitivity.
  • Rubber balloon - yes, just roll a long balloon over the sensor :)

Be sure to coat the whole thing - the sensor part, the electronics and the cable connection itself so no bare copper or solder is accessible to the water.

fertig kaufen :-)

Hier gibt es eine fertig vergossene Version mit Kabel Gravity: Analog Waterproof Capacitive Soil Moisture Sensor - DFRobot oder auch diesen hier Capacitive soil moisture sensor - SoilWatch 10 - PINO-TECH (noch nicht geschaut, ob die Platinen-Ränder gecoated sind).

Dann könnte man schon fast zum SMT50 Product | www.truebner.de greifen, der werkskalibiert ist und auch Temperatur misst.

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Den Cave Pearl Datalogger haben wir auch schon anderswo gewürdigt. Hier haben dessen Entwickler auch einen guten Artikel, der ebenso auf das Video von Andreas Spiess Bezug nimmt.

Und hier sogar noch was wissenschaftliches.

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Unter Tutorial - Using Capacitive Soil Moisture Sensors on the Raspberry Pi - SwitchDoc Labs Blog haben sie (im Abschnitt für den RasPi) einen ADS1115 drangehängt und können so auf 4 Kanälen Daten per I2C beziehen.

Kleiner Exkurs: Wurzeltiefe von Stadtbäumen:

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Spannendes Projekt, ist ja schon fast das wonach ich in #2 gefragt habe:

https://www.element14.com/community/community/project14/theholidayspecial19/blog/2020/01/12/deck-the-halls-with-holiday-flowers-and-keep-them-alive

Dort ist auch ein I2C-Feuchte-Sensor (@wtf I2C direkt auf dem Bord, d.h. ADC ganz nahe an der Analog-Quelle :-) gelistet: https://www.tindie.com/products/miceuz/i2c-soil-moisture-sensor/ Nicht soooo günstig, aber es gibt so was!

[edit] Unter Testing Capacitive soil moisture sensors gibt es einen Vergliech des I2C-Sensors mit den günstigen kapazitativen Sensoren. Dort wird auch das Thema deep sleep / Energiesparen angesprochen. In der Tabelle gibt es ein *) die zugehörige Fußnote fehlt leider.

Und Adafruit hat auch einen I2C Capacitive Moisture Sensor im Angebot.

Bei https://www.az-delivery.de/products/plant-watering-alarm-feuchtigkeitssensor?_pos=1&_sid=74861f784, Vorlage vermutlich chirp! - the plant watering alarm, gibt es auch einen mit I2C, nur etwas bulky wegen Summer und Batteriehalter mit drauf.

Einen kapazitativen gibt es auch komplett mit ESP auf dem PCB als TTGO T-Higrow das Ganze kommt wege Korrosion schlecht weg.

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Hatte mir welche [edit bei AZ-Delivery] bestellt und die sind … nicht wirklich zu gebrauchen. Es gab wohl batches mit TLC555, die mit 3,3 V noch funktionierten. Meine gelieferten haben jetzt einen NE555 verbaut und mit einem 3,3 V Heltec Cube Cell oder auch einem 3,3 V Arduino Nano 33 IoT-board laufen die bei mir nicht. :-(

Recherchen bei diversen Angeboten auf Amazon lassen vermuten, dass aktuell der NE555 verbaut wird und mit dem meckern massig ESP-user, dass es nicht funktioniert.

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Hier noch was aktuelles:
https://hackaday.com/2021/03/14/your-plants-can-take-care-of-themselves-now/

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Vielen Dank. Hier noch gschwind die expliziten Links zum Video und zum GitHub Repository.

Ich bin bei AZ-Delivery Produkttester und habe sowohl den Sensor mit Stromfluss, als auch den Kapazitiven im Einsatz (kenne auch die Seiten von Spieß.) und kann die bisher beschriebenen Erfahrungen unterschreiben, der eine korridiert (ob der andere später auch, weiß ich noch nicht, so lange sind sie nicht im Einsatz.)

Ich habe den oberen Teil komplett mit Heißkleber gegen Ausseneinflüsse abgetrennt, bisher hat es ganz gut funktioniert, wobei irgendwann durch den Kapilareffekt warscheinlich auch Feuchtigkeit zwischen Platine und Kleber durch kommt, besonders, wenn im Winter das Teil unter dem Schnee liegt.

Bisher läuft es aber und ich hoffe, dass ich an den Messwerten sehen kann, wenn die Messungen nicht mehr taugen und würde den dann auswechseln. Bei solchen Sensoren bin ich inzwischen der Meinung, es ist ein Verbrauchsgegenstand, so wie zB Wasserfilter (welchen ich aber nicht aus eigener Erfahrung kenne.)

Welchen chip hat dein kapazitiver Sensor denn verbaut? Wie gesagt läuft meiner mit dem NE555 an 3,3 V überhaupt nicht und “ganz gut funktionieren” tut leider gar nichts.

Ein batteriebetriebenes low power-System mit 3,3 V macht auch nur bedingt Sinn und ich möchte ein stromsparendes LoRa-Board dafür verwenden, d.h. 5 V ist für den Anwendungsfall keine Option, läuft dein System mit 5 oder 3,3 V?

Was ist das und wie beeinflusst das deine Bewertung? Falls du da einen kurzen Draht zu AZ-Delivery hast, gerne mal rückmelden, dass der Sensor so Mist ist. Das dumme ist, dass er mit der gleichen Versionsnummer und Bezeichnung Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2 früher mit einem anderen chip, nämlich dem TLC555 verkauft wurde und damit mit 3,3 V funktionierte. Dann wurde ohne erkennbare äußere Änderung oder bei der Bezeichnung der chip getauscht und alle online-Tutorials und Beschreibungen, die z.B. mit einem ESP das Ding betrieben haben sind hinfällig und funktionieren nun nicht mehr. Da liegen bestimmt hunderte jetzt in irgendwelchen Ecken als Elektroschrott.

Das beeinflusst gar nicht meine Bewertung. Produkttester heißt in unregelmäßigen Abständen bekommst du die Möglichkeit vorgegebene Produkte zu bestellen und bekommst den Kaufpreis erstattet, wenn du das Produkt bewertest.
Du beeinflußt damit aber keine weiteren Käufer, da die Bewertung direkt per Mail an AZ-D geht. Es ist egal, ob positiv, negativ oder nur ein Einsatzszenario beschrieben wird.

Dadurch sammeln sich aber auch Bauteile, die ich so nicht direkt ohne Bedarf kaufen würde, die aber dann für Experimente im Magazin liegen.

Die fehlerhafte Verarbeitung habe ich nicht, da ich den Sensor mit 5V betreibe. So steht es auch im Datenblatt auf der Produktseite von AZ-Delivery. Aber in den Bewertungen des Produktes bei einem Vertrieb mit A… steht genau deine Beobachtung beschrieben, wobei ich nicht sehen kann, woraus hervorgeht, dass 3,3V möglich sein sollen (bei diesem Bauteil).

Es gibt aber noch einen, den oben auch schon erwähnten, weiteren Sensor, der als Blumenwächter gedacht ist (läuft sogar Stand Alone mit CR2032 und Beeper). Dieser enthält auch eine SPI Schnittstelle und soll mit 3,3 V laufen. Die habe ich aber noch nicht angeschlossen und getestet. Infos dazu mit Code und Diagrammen findet man, wenn man nach “Ardafruit Chirp” sucht.

nein, es ist I²C. Außerdem hat das Ding noch einen AVRISP (da ATTiny44) und damit doch wieder SPI. ;)

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